KOSMOLOGIE
v zrcadle Nobelových cen
•
•● 1978 Arno A. Penzias,
• Robert W. Wilson
•    za objev kosmického mikrovlnného reliktního záření
•● 2006 John C. Mather,
• George F. Smoot
•   za objev jeho černotělesové povahy a anizotropie
•2011 Saul Pearlmutter,
• Brian P. Schmidt
•     Adam C.Riess
•   za objev zrychlujícího se rozpínání vesmíru odhalený pozorováním vzdálených supernov
•
•
•
http://www.redorbit.com/media/uploads/2004/10/8_67ff07d77c86523b0eab2955b9ab43e02.jpg

Hvězdné okamžiky kosmologie
•1917 A. Einstein: statický vesmír
•1917 W. de Sitter: stacionární vesmír
•1922 A. A. Fridman: nestacionární modely
•1929 E. Hubble: objev červeného posuvu
•1946 G. Gamow: vznik lehkých prvků
•1964 A. Penzias, R. Wilson: reliktní záření
•cca 2006: Λ-CDM(cold dark matter) model

Proč tak snadno
aneb mohl na to přijít už Newton?
•Černý bod – poloha pozorovatele
•Červený bod – vzdálené galaxie
•
• r  – vzdálenost od nás ke galaxii
•M – hmotnost v kouli o poloměru r
• ρ – hustota hmotnosti ve vesmíru
• a – zrychlení sledované galaxie
•
•
•
• rovnice pro pohyb galaxie
•
•r = roR(t) ,              , R(t) je škálový faktor
•
•
•
•
• rovnice pro škálový faktor
•
•
•
•

Proč tak snadno? (pokračování)
•Proto, je-li vesmír homogenní a izotropní v určitém čase, zůstane takový pořád.
•
•
•Hubblova „konstanta“
hubble law
http://4.bp.blogspot.com/_Ml59PlBGnC0/SYeAkXPNzkI/AAAAAAAAKwU/bjykVCLJIqc/s400/expand.jpg

Mohl Newton přijít i na toto?
•Homogenita a izotropie by se neporušily ani po doplnění dalšího členu do rovnice, totiž
•
•
•Rovnice pro škálový faktor by byla
•
•
•
•Kosmologický člen s kosmologickou konstantou Λ
•„zápas tří“ o osud vesmíru:
•setrvačnost – přitažlivost – kosmologický vliv

Proč tak pozdě?
•Einsteinova kosmologie
•Einsteinův statický vesmír 1917
•  (Einsteinovy rovnice 1915)
•
•  Odvážná hypotéza, potvrzená empiricky
•     až  později
•
•Překonán díky „obecné relativitě“
•
•  Newtonovská kosmologie
•
•         E. A. Milne, W. A. McCrea 1934
•                              (Principia 1687)
•
•Nedostatek empirických důvodů pro homogenitu
•     a izotropii
•
•Problém s absolutním prostorem a  s inerciální soustavou
•
•
•
•

Co na tom mění obecná relativita?
•Einsteinovy rovnice obecné teorie relativity
•      Rik – (1/2)Rgik = κTik + Λgik
•                geometrie                  fyzika
•Rik , R závisí na metrickém poli gik (a na jeho derivacích, Tik  je tenzor energie-hybnosti
•
•
•
•
•      je tzv. FLWR metrika.
•
•Pro škálový faktor dává obecná relativity stejný zákon jako newtonovská fyzika, pokud je tlak ve
vesmíru zanedbatelný (vesmír je vyplněn „prachem“)

Kosmologická rovnice 1.řádu
čili
Odtud zderivováním podle času a úpravou dostáváme již uvedenou pohybovou rovnici




Otázky a vyhlídky kosmologie
•Původ temné hmoty (pomohou nám experimenty v CERNU?)
•Topologie vesmíru (souvislost s anizotropií reliktního záření)
•Velký třesk, proměnost „konstant“ a původ šipky času
galaxie 2 reliktní záření