mysteries in ons heelal
TRANSCRIPT
1
Het Heelalwaarin we leven
Prof. Henny J.G.L.M. LamersSterrenkundig Instituut Universiteit Amsterdam
www.hennylamers.nl
1Science cafe Ede 14 sept 2015
2
Cosmic Voyageeen stukje van de IMAX film
over de macrocosmos en microcosmos
(NASA)
De Aarde: onze planeet
3
De acht planeten van ons zonnestelsel
4
de planeten van ons zonnestelsel
Alles draait zelfde kant op in plat vlakDichtbij de zon: rots-planeten (klein en licht)Ver van de zon: gas-planeten (groot en zwaar)
Sterren ontstaan uit gaswolken!waterstof
70%helium
28%(rest)2%
vooralkoolstof,stikstofzuurstofsilicium
2
Bantega 16 sept 2012
Het ontstaan van sterren en planeten 8
De zon: een doodgewone ster
Eenreusachtige
gloeiendhetegasbol
De zonAfstand:
150 000 000 km= 8 lichtminuten
Diameter:1 400 000 km
Oppervlakte:5700 graden
Leeftijd:4,6 miljard jaar!
Helderheid van de Zon = 400000000000000000000000000 W
Sterren beeld Orion
11
Een stukje sterrenhemel:miljoenen sterren
Stukje van de Zuidelijke Sterrenhemel
12
3
Een stukje sterrenhemel:miljoenen sterren
Stukje van de Zuidelijke SterrenhemelDe Melkweg op het Zuidelijk Halfrond
13
Het Andromeda sterrenstelsel lijkt veel op onze Melkweg
Afstand 2 miljoen lichtjaar, diameter 100 000 lichtjaa
Wij zijn hier
14
Boven-aanzicht van een spiraal stelselM 74
Afstand 35 miljoen
lichtjaar
Diameter 100 000 lj.
15
Een melkwegstelsel op zijn kant
Afstand :30 miljoen
lichtjaar
Diameter :100 000 lichtjaar
Dikte :3000
lichtjaarNGC 456516
De kaart van ons melkwegstelselVoor het eerst gemeten door
Oort en Muller, met radio telescoop van Dwingeloo
Jan Oort, 1900-1992, de “vader” van de nederlandse radiosterrenkunde
()
Groothoek opname van de hemel
18
4
IR opnamen van de sterhoop vlakrondom in centrum van onze MW
2 x 2 lichtjaar binnenste 60 x 60 lichtdagen
De banen van sterren rondom de kern van ons MWC = Sgr A*
Baan – periodes: 10 tot 100 jaarHalve lange as: 3 – 30 lichtdagen
Een zwart gat van 3 400 000 zonsmassa
in het centrum van de MW!
Uit baan van sterS2 blijkt:
De kern van de MW heefteen massa van 3.4 106
Mzon !! R< 0.1 lichtdag
bolvormige ster hopen (bolhopen)
Bolhoop M13, afstand 24 000 lichtjaar
Bolhopen van ons MW oud ≈ 12 Miljard jaar
Uit de bewegingen van bolhopen romdom onze melkwegis afgeleid dat er veel meer materie in onze melkweg zit
dan we kunnen zien: bijna 10 x zoveel !!
Donkere materie !
Het uitdijend Heelal en
de Oerknal24
5
Elk vlekje is een sterrenstelsel !
Er zijn miljarden sterrenstelsels
25
Edwin Hubble1889 - 1953
Ontdekte in 1929 dat sterrenstelsels van elkaar wegvliegen:
Het heelal dijt uit!
100 inch telescoop op Mount Palomar
26
Hubble’s ontdekking dat het heelal uitdijt1.
Hoe zwakker: hoe verder weg
78 000 000 lj
1 000 000 000 lj
2 500 000 000 lj
1 400 000 000 lj
4 000 000 000 lj
27
Het spectrum = licht ontrafeld
Absorptie lijnen zijn
verschoven naar het rood = naar langere
golflengte
(Vesto Slipher)28
Korte golflengte Lange golflengte
Absorptielijnen in het spectrum van de Zon
Absorptielijnen van een ster die van ons wegvliegt
Het Doppler effect
29 30
Het Doppler effect van geluid
6
Het Doppler effect
31
Hubble’s ontdekking dat het heelal uitdijt
78 000 000 lj 1200 km/s
1 000 000 000 lj 15 000 km/s
2 500 000 000 lj 39 000 km/s
1 400 000 000 lj 22 000 km/s
4 000 000 000 lj 61 000 km/s
afstand snelheid
32
Hubble diagram (1929)
Hoe groter de afstand, des te groter de snelheid
33
Hubble diagram
Hoe groter de afstand, des te groter de snelheid
Modernere versie
V(km/s) = 22 x d (Mly)
or
d (Mly) = v(km/s)/ 22
34
Uitdijing van het heelal: net als na een ontploffing
Dus het heelal is ontstaan uit een ontploffing: OERKNAL = BIG BANG !!
Eerste uitleg
35
Als alles van ons wegvliegt,zijn wij dan het centrum van het heelal ?
36
7
Oorspronkelijke plaatje en vergroting over elkaar
37
Hetzelfde maar nu t.o.v. een ander punt
Dus: onze melkweg is niet per se in het centrum 38
De leeftijd van het heelalofwel
Hoe lang geleden was de Oerknal?
39
200 km/uur 200 km/uur
Afstand = 100 km
Wanneer zijn ze gestart ?
Afstand van elkaar nu = 100 kmSnelheid waarmee ze zich van elkaar verwijderen = 400 km/uur
Vertrokken 100/400 uur = 15 min geleden !
40
ons melkwegstelsel
Sterrenstelselin Corona Borealis
22000 km/sec
Afstand = 1,1 miljard lichtjaar
Uitdijing begon: 1,1 miljard lj / 22000 km/sec geleden
Oerknal was 13.8 miljard jaar geleden !
41
Het zijn niet de melkwegstelsels die van elkaar weg vliegen in de ruimte,
maar de ruimte zelf zet uit(en de melkwegstelsels daarin staan bijna stil
maar worden meegetrokken )
Einstein en de Sitter Algemene relativiteits theorie
42
8
Uitdijing van de ruimte :als een rijzende krentenbol
Krentenbol zet uit: alle krenten bewegen van elkaar weg zonder dat de krenten zich door het deeg bewegen.
43
Hoe groot is het heelal ?
Dus wij kunnen maar een klein stukje van het heelal zien..We weten dus ook niet hoe groot het heelal is !!
De ruimte is veel sneller uitgezet dan de lichtsnelheid
Einstein: Objecten kunnen niet sneller door de ruimte bewegen dan met de lichtsnelheid.
Maar de ruimte zelf kan wel veel !! sneller uitzetten!!
44
De toekomst van het heelal ?
45
Mogelijke modellen van een expanderend Heelal
Als er geen materie zou zijn in het heelal dan zou de expansie niet remmen en gaat
altijd door.
Het heelal wordt dan op den duur oneindig groot.
Constante expansiesnelheid
46
Mogelijke modellen van een expanderend HeelalVertragende expansie
Expansie kan alleen geremd worden als er
genoeg zwaartekracht is:
dus genoeg materie in het
heelal
47
Mogelijke modellen van een expanderend HeelalVersnellende expansie
Dit kan alleen als er een
onbekende(!) kracht bestaat die
tegen de zwaartekracht in
werkt
48
9
De expansiegeschiedenis van het Heelal
Miljarden jaren, gerekend vanaf nu
Sch
aa
l va
n h
et H
ee
lal
rela
tief
t.o.v
. de
sch
aal n
u
relatievehelderheid
toekomstverleden nu
rood
vers
chui
ving
Waarnemingenverre supernovae
Het heelal dijt versneld uit !!Er moet dus een extra kracht zijn die tegen de
zwaartekracht in werkt.Donkere energie !
NOBELPRIJS VOOR NATUURKUNDE 2011
49 50
Materie en energie in het heelal
De Oerknal
51
Eerst was er niets, en dat ontplofte !52
Wat explodeerde in de Big Bang ?
Niet : iets ontplofte in de ruimte
Maar : de ruimte begon plotseling uit te zetten met alles daarin(licht, materie, energie)
53
George Gamov1904-1968
1948“ Als er een oerknal was, dan moet het
licht daarvan nog overal door het heelal reizen en dus ook bij ons zijn.
Dat moet straling zijn met een golflengte van ongeveer 2.5 mm ”
54
10
1965: Arno Penzias en Robert Wilsonontdekken bij toeval de straling van de oerknal
Nobel prijs voor de natuurkunde : 197855
De straling van het gas van de oerknalgemeten door de WMAP satelliet (2001)
Baby-foto van het heelal: 380 000 jaar na oerknalAfwijkingen zijn kleiner dan 0.001 % !
Mather en Smoot: Nobelprijs voor natuurkunde 2006 56
Een van de vele sterrenstelsels: Onze Melkweg
Onze melkweg moet er ongeveer zo uitzien als we het van buitenaf zouden kunnen
bekijken57
Een van de vele gaswolken in onze Melkwegwaaruit sterren gevormd worden
58
Een van de vele sterren: de Zon
59
De vorming van de zon en planeten uit een gaswolk
60
11
De planeet Aarde
Ede
61
Het meest onbegrijpelijke van het heelal is dat wij,
(als nietige wezens ergens op een klein planeetje)
het heelal kunnen bestuderen en (proberen te) begrijpen !
Albert Einstein
62
Dank U voor Uw aandacht !
Meer hierover weten?
De Oerknal en het Uitdijend Heelalnegende druk € 6.00
Of bestellen per email € 7.50
63
Tenslotte nog dit :
64
Hubble plaatjes en Hubble-nieuws op het web
• http://heritage.stsci.edu/gallery/gallery.html
• http://oposite.stsci.edu/
• http://www.spacetelescope.org/images/ (news en images)
Nederweb-sites 1. www.astronomie.nl (van NL astronomen) 2. www.allesoversterrenkunde.nl (van Govert Schilling)
Informatie over mijn onderzoek, mijn lezingen en boekjes
www.hennylamers.nl
Meer informatie ?
65
Boekjes met teksten van mijn lezingen
De Mens tussen de sterren: wij zijn gemaakt van sterrenstof! Over het ontstaan en leven en dood van de sterren, hoe de zon en aarde ontstonden en hoe de mens een gevolg daarvan is. (8e druk)
Hallo is daar iemand: speuren naar leven in het heelal Over het ontstaan van leven op aarde, de zoektocht naar leven op Mars, de ontdekking van exoplaneten en het luisteren naar signalen uit het heelal. (7e druk)
De Oerknal en het uitdijend heelal: op zoek naar de oorsprong Over de ontdekking dat het heelal steeds verder uitdijt, de oerknal en wat we ervan (niet) weten, de toekomst van het heelal en de positie van de mens in het Universum (3e druk)
Te bestellen door overmaking van €6.50 op giro 630339 tnv H.J. Lamers, Bilthoven, o.v.v. de titel van het boekje, plus een email bericht naar [email protected]
met het verzend adres. 66
12
LezingenIk geef lezingen over allerhande sterrenkundige onderwerpen, o.a.
De Mens tussen de Sterren: wij zijn gemaakt van sterrenstof
Hallo is daar iemand: speuren naar leven in het heelal
Op zoek naar de oorsprong: van Aarde terug naar de Oerknal
Het nieuwe heelal: mooiste resultaten van de Hubble Ruimte Telescoop
Het draait allemaal om de zon: de zon, planeten, manen, kometen en meteoren.
De jacht op Exo-planeten
Botsende melkwegstelsels: kosmisch vuurwerk
Hoe leven sterren: over hun geboorte, leven en einde
Ik doe dit voor grote en kleine gezelschappen. Hebt U interesse, stuur een email naar
Het ontstaan van kosmische struktuuruit de eerste kleine rimpelingen:
door1. Samentrekken door zwaartekrachts
2. Uitdijing van de ruimte
Millenium computer simulatie (Volker Springel en collega’s)
68
150 miljoen lichtjaar 69 70
De gemeten verdeling van melkwegstelselsin de ruimte.
Precies als in de computer simulaties !!71
Het ontstaan van (groepen) sterrenstelselsdoor de zwaartekrachts aantrekking
dit proces duurde ongeveer een miljard jaar: dus 1 miljard jaar na de oerknal waren de
eerste sterrenstelsels gevormd
Computer simulatie
72
13
Een waargenomen cluster van melkwegstelsels
73
The history of the Universe
74