inauguracja roku akademickiego 2006/2007
DESCRIPTION
INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007. WYDZIA Ł MATEMATYCZNO-FIZYCZNY UNIWERSYTETU SZCZECI Ń SKIEGO. Czyli od “jab ł ka Newtona” i eksperymentu Cavendisha, do satelitów Ziemi, galaktyk i ewolucji niesko ń czonej przestrzeni. Wczoraj, dzi ś i jutro Wszech ś wiata. - PowerPoint PPT PresentationTRANSCRIPT
![Page 1: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/1.jpg)
INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO
2006/2007
• WYDZIAŁ MATEMATYCZNO-
FIZYCZNY UNIWERSYTETU
SZCZECIŃSKIEGO
![Page 2: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/2.jpg)
Wczoraj, dziś i jutro Wszechświata.
Czyli od “jabłka Newtona” i eksperymentu Cavendisha, do
satelitów Ziemi, galaktyk i ewolucji nieskończonej przestrzeni.
![Page 3: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/3.jpg)
Sir Izaak Newton (1642-1727)
![Page 4: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/4.jpg)
“Jabłko Newtona” – symbol siły ciążenia, czyli grawitacji.
![Page 5: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/5.jpg)
Newton zrozumiał, że jest to ta sama siła, która powoduje skośny ruch kuli armatniej, eliptyczny ruch Księżyca wokół Ziemi oraz
planet wokół Słońca.
![Page 6: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/6.jpg)
Siła = stała G masa1 masa2/(odległość)^2
Stałą grawitacji G wyznaczył Sir Henry Cavendish (1731-1810) – okazało się, że jest ona mała dla niewielkich mas – grawitacja ujawnia się przede wszystkim dla dużych
mas (przypływy oceanów, Układ Słoneczny, kosmos).
![Page 7: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/7.jpg)
Później udowodniono, że oddziaływanie elektryczne jest
10000000000000000000000000000000000000000(40zer) razy silniejsze - jednak materia w
kosmosie jest nienaładowana.(Człowiek tworzy “całość” tylko dzięki oddziaływaniu elektrycznemu!).
![Page 8: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/8.jpg)
Zrozumienie prawa grawitacji zainspirowało Newtona i
innych do konstrukcji modelu Wszechświata w oparciu o jego
teorię grawitacji.
Problematyczne założenia: Wszechświat jest
nieskończony i statyczny.
![Page 9: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/9.jpg)
Nocne niebo jest ciemne.
![Page 10: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/10.jpg)
Paradoks Olbersa: do każdego punktu dociera nieskończenie wiele światła – nocne niebo powinno świecić nieskończonym blaskiem.
Analogia do głębokiego lasu – na linii wzroku zawsze znajdziemy pień drzewa:
![Page 11: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/11.jpg)
Albert Einstein (1879-1955)
![Page 12: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/12.jpg)
Mimo, że skonstruował uogólnioną teorię grawitacji z łatwością
przewidującą supergęste, a zatem superciężkie czarne dziury, to nie odrzucił założenia o statyczności Wszechświata – do utrzymania statyczności potrzebna mu była
antygrawitacja (odpychanie) realizująca się jako
ujemne ciśnienie w tym Wszechświecie(tzw. stała kosmologiczna).
![Page 13: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/13.jpg)
Alexander Friedman (1888-1925, S. Petersburg) – kilka lat polemizował z
Einsteinem jako recenzentem pracy do “Annalen der Physik” w Berlinie bowiem...
![Page 14: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/14.jpg)
...udowodnił, że Einstein się mylił - Wszechświat (z antygrawitacją czy
bez) powinien się rozszerzać – ściślej, galaktyki powinny oddalać się od
siebie nieograniczenie albo do zupełnej pustki albo ponownie zacząć się do
siebie zbliżać.
![Page 15: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/15.jpg)
Edwin Hubble (adwokat, który porzucił zawód dla astronomii!!!).
![Page 16: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/16.jpg)
Wykorzystując zjawisko analogiczne do wzrostu lub spadku wysokości dźwięku zbliżającej się do nas lub oddalającej
karetki pogotowia (tzw. efekt Dopplera)...
![Page 17: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/17.jpg)
...zaobserwował, że wszystkie bliskie galaktyki oddalają się od Ziemi z określoną
prędkością, którą zmierzył (parametr Hubble'a, 1928).
![Page 18: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/18.jpg)
Wniosek Friedmana poparty obserwacją Hubble'a: skoro galaktyki teraz się
oddalają od siebie, to kiedyś mogły być bardzo blisko siebie, a nawet mogły być
zgniecione do ogromnej gęstości -początkiem Wszechświata mógł być Wielki
Wybuch.
![Page 19: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/19.jpg)
Mógł być to stan, w którym istniała tylko “gorąca zupa” najprostszych składników
materii – np. kwarków, protonów, elektronów, fal elektromagnetycznych itp.
![Page 20: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/20.jpg)
Jest to możliwe bowiem atomy są “prawie” puste i można ich składniki “ścisnąć” (jak
np. w gwiazdach neutronowych, wokół których krążą “planety Wolszczana”):
![Page 21: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/21.jpg)
Mikrofalowe promieniowanie tła - “koronny” dowód istnienia “gęstej zupy”
protonów, elektronów i fal elektromagnety-cznych 300.000 lat po Wielkim Wybuchu.
Protony i elektrony utworzyły atomy, a promieniowanie to odłączyło się i wypełnia
prawie jednorodnie Wszechświat.(1% szumu na ekranie odłączonego od
anteny telewizora pochodzi z tego promieniowania, podobną „gęstą zupę”
otrzymujemy w laboratoriach jądrowych)
![Page 22: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/22.jpg)
A.Penzias i R.Wilson 1965 (Nobel 1978) -udowodnili istnienie promieniowania
J.Mather i G.Smoot '92-'03 (Nobel 2006) -udowodnili, że w to promieniowanie
wdrukowane są zaburzenia z ery tuż po Wielkim Wybuchu, które pozwoliły na powstanie skupisk materii - galaktyk
![Page 23: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/23.jpg)
Antena Penziasa i Wilsona oraz satelity COBE i WMAP
![Page 24: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/24.jpg)
Wniosek: Wielki Wybuch i “gorąca zupa” cząstek ewoluująca w czasie to
realna historia (wczoraj) Wszechświata – tak realna, jak realna
okazała się historia mitu Troi po odkryciu Heinricha Schliemanna.
![Page 25: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/25.jpg)
Dzisiaj Wszechświata - Albert Einstein miał “trochę” racji, że
we Wszechświecie jest dużo antygrawitacji.
![Page 26: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/26.jpg)
Saul Perlmutter (Shaw Prize 2006) – wraz ze swoim zespołem obserwował
znienacka wybuchające gwiazdy supernowe
![Page 27: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/27.jpg)
Obserwacje tych gwiazd w dalekich
galaktykach pozwoliły na stwierdzenie, że dzisiejsza prędkość
oddalania się galaktyk od siebie rośnie
(przyspieszenie), podobnie jak rośnie
prędkość samochodu wyścigowego tuż po wyjściu z zakrętu.
![Page 28: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/28.jpg)
Wniosek: we Wszechświecie dominują cząstki
dające ujemne ciśnienie, czyli antygrawitację Einsteina (tzw.
ciemna energia), choć sam
Wszechświat nie jest statyczny.
![Page 29: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/29.jpg)
Jutro Wszechświata – Friedmanowi o tym się nie śniło
![Page 30: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/30.jpg)
Robert Caldwell (1999) – antygrawitacja jest większa niż sądzono (dominują cząstki określane jako “fantom”) i prowadzi do nagłego i całkowitego rozerwania Wszech-świata (obserwator na Ziemi zorientuje się o tym fakcie zbyt późno, jeśli nie będzie obserwował tego, co dzieje się daleko w kosmosie).
![Page 31: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/31.jpg)
Wielkie Rozerwanie (Big-Rip)
![Page 32: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/32.jpg)
John D. Barrow (2004, Templeton Prize 2006) – być może Wszechświat przejdzie do stanu nieco łagodniejszego – pojawią się ogromne siły pływowe analogiczne do tych, jakie widzimy na oceanach, lecz być może nie nastąpi jego rozerwanie (podobnie jak Ziemia nie rozpada się pod wpływem sił pływowych).
![Page 33: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/33.jpg)
Siły pływowe i “nagłe” szarpnięcie
![Page 34: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/34.jpg)
Co zrobić, aby dowiedzieć się, czy nie czeka nas “nagły” koniec ewolucji Wszechświata?
Można zmierzyć, kolejno jak Hubble (prędkość) i Perlmutter (przyspieszenie), superprzyspieszenie i
być może supersuperprzyspieszenie ekspansji Wszechświata (zwykły tramwaj w odróżnieniu od
samochodu wyścigowego “superprzyspiesza”).
![Page 35: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/35.jpg)
Może to zrobić satelita SNAP – Supernovae Acceleration Probe
![Page 36: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/36.jpg)
SNAP “w akcji”
![Page 37: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/37.jpg)
P. S. Nasz praktyczny stosunek do badania Wszechświata:
poznanie cząstek Wszechświata to poznanie ogromnych potencjalnych źródeł energii – miliony, milionów razy większych od uzyskiwanych w
elektrowniach jądrowych, które mogą pozwolić nam na eksplorację dalekich zakątków przestrzeni kosmicznej (jeśli tylko naprawdę sobie tego życzymy).
![Page 38: INAUGURACJA ROKU AKADEMICKIEGO 2006/2007](https://reader033.vdocuments.pub/reader033/viewer/2022051517/5681498a550346895db6d240/html5/thumbnails/38.jpg)
Dziekuję za uwagę!