Αλέξανδρος Κατέρης, Φυσικός, MSc, Phd Ιατρική Φυσική

Παρουσίαση με θέμα: "Αλέξανδρος Κατέρης, Φυσικός, MSc, Phd Ιατρική Φυσική"— Μεταγράφημα παρουσίασης:

1 Αλέξανδρος Κατέρης, Φυσικός, MSc, Phd Ιατρική Φυσική
Παράδοξο του Olbers Γιατί ο ουρανός είναι σκοτεινός τη νύχτα? Αλέξανδρος Κατέρης, Φυσικός, MSc, Phd Ιατρική Φυσική

2 Ποιος διατύπωσε το παράδοξο?
Heinrich Wilhelm Matthäus Olbers έζησε από το 1758 έως το 1840. Ανακάλυψε τους αστεροειδείς Παλλάδα (1802) και Βέστα (1807) Πλουραλιστής, Ανοικτόμυαλος, θερμός υποστηρικτής ότι μπορεί να υπάρξει ζωή στη Σελήνη

3 Το αντικείμενο της συζήτησης και τα επιστημονικά πιστεύω της εποχής
Κοσμολογικές αρχές, ομογενές και ισότροπο σύμπαν Άπειρο σε διαστάσεις και ηλικία σύμπαν, Στατικό με κανονική χωρική κατανομή αστεριών (Sir Isaac Newton) Η άποψη του ‘Olbers’ για φωτεινό ουρανό τη νύχτα ονομάστηκε παράδοξο από τον Hermann Bondi το 1952 Κάθε γραμμή που ξεκινάει από το μάτι μας καταλήγει στην επιφάνεια κάποιου αστεριού Ολόκληρος ο ουρανός πρέπει να είναι τόσο φωτεινός όσο η επιφάνεια του ήλιου

4 Δάσος

5 Tο ανάλογο του δάσους

6 Φαινόμενη Λαμπρότητα Εάν μετρήσουμε τη ροή των φωτωνίων από τον ήλιο σε ακτίνα d, από αυτόν Αν διπλασιάσουμε την απόσταση d από τον ήλιο, τότε η ηλιακή ροή φωτός μειώνεται κατά έναν παράγοντα 4 (Νόμος αντιστρόφου τετραγώνου).

7 Επιφανειακή λαμπρότητα
Η στερεή γωνία που εκτείνεται από τον Ήλιο έως το μάτι του παρατηρητή υπολογίζεται ως: Αν διπλασιάσουμε την απόσταση d από τον ήλιο, τότε η στερεή γωνία μειώνεται επίσης κατά έναν παράγοντα 4

8 Σφαιρική σκακιέρα με φωτεινές πηγές ομοιόμορφα κατανεμημένες σε επιφάνεια 4πr^2

9 Αυτό σημαίνει ότι η ένταση ανά μονάδα επιφάνειας και στερεής γωνίας είναι σταθερή:
Εφόσον η λαμπρότητα B ενός σφαιρικού φλοιού είναι σταθερή, τότε το φως που φτάνει σε εμάς από τα μακρινά αστέρια δεν πρέπει να διαφέρει από αυτό των κοντινών όπως ο ήλιος και ο ουρανός θα έπρεπε να πλημμυρίζει φως!

10 Κτήμα με οπωροφόρα-Κανονική Διάταξη

11 Στο σύμπαν παρατηρείται τυχαία Κατανομή των αστέρων?
Ή η κατανομή τους μοιάζει με τη διάταξη διάταξη του κτήματος? Παίζει ρόλο η κλίμακα που επιλέγουμε όταν αναζητάμε την απάντηση στην ερώτηση ομογενές και ισότροπο σύμπαν?

12 Τυχαία κατανομή αστέρων-Αλλά που βρίσκεται ο παρατηρητής
Τυχαία κατανομή αστέρων-Αλλά που βρίσκεται ο παρατηρητής? Και πως βλέπει? Τι βλέπετε? Δύο διαστάσεις προβολή στο επίπεδο! Γιατί ο Νεύτωνας πίστευε ότι είναι το σύμπαν στατικό..

13 Χωρική διακριτική Ικανότητα
Άλλη οπτική γωνία και άλλη κλίμακα! Είμαστε στο χώρο, χαρακτηριστικό όλων των οπτικών διατάξεων, του ματιού μας, μίας κάμερας, ενός τηλεσκοπίου..

14

15 Μεσοαστρική σκόνη Μία Πηγή: Έκρηξη Υπερκαινοφανών (supernova)
Σωματίδια σκόνης σε αδιαφανή νέφη απορροφούν φως Μήπως η μεσοαστρική σκόνη είναι υπεύθυνη που ο ουρανός είναι σκοτεινός τη νύχτα?

16 Όχι! Τα αστέρια που βρίσκονται ‘πίσω’ από τη σκόνη θα τη θέρμαιναν και αυτό θα μπορούσαμε να το ανιχνεύσουμε με την κατανομή Stefan-Boltzman για ένα σώμα που εκπέμπει ακτινοβολία (μέλαν σώμα)

17 Η πλούσια προσφορά του Hubble
Το Hubble τοποθετήθηκε σε γήινη τροχιά από το διαστημικό λεωφορείο Discovery (STS-31) στις 24 Απριλίου 1990 και είναι αποτέλεσμα συνεργασίας μεταξύ της NASA και της ESA. Η λειτουργική ευθύνη του ανήκει στο Space Telescope Science Institute της Βαλτιμόρης στο Μέριλαντ. Στη διάρκεια της λειτουργίας του, το Hubble: Πραγματοποίησε περιφορές γύρω από τη Γη Ο λόγος που τοποθετείται ένα τηλεσκόπιο στο διάστημα είναι διπλός : Είναι γεγονός ότι η ατμόσφαιρα μας προστατεύει από τις επικίνδυνες κοσμικές ακτινοβολίες και από τις υπεριώδεις ακτίνες που προέρχονται από τον Ήλιο, όμως κατά το φιλτράρισμα αυτό των ακτινοβολιών από την ατμόσφαιρα παρεμποδίζονται και άλλες ακτινοβολίες ιδιαίτερης σημασίας για την αστρονομία, όπως εκείνες πλησίον του υπεριώδους. Επομένως, για την πλήρη μελέτη ενός ουράνιου αντικειμένου, είναι απαραίτητο να μεταφέρουμε τα όργανα μέτρησης πάνω από την ατμόσφαιρα με μπαλόνια ή πυραύλους.

18 Διένυσε περισσότερα από 2,6 δισ. χλμ
Διένυσε περισσότερα από 2,6 δισ. χλμ. ή 17 φορές την απόσταση Γης - Ήλιου Τράβηξε περισσότερες από φωτογραφίες Παρατήρησε πάνω από αστρονομικά αντικείμενα Συνέλεξε εκατοντάδες Τerrabytes δεδομένων «Πρωταγωνίστησε» σε πάνω από επιστημονικά άρθρα

19 Ήλιος: Στη φασματική γραμμή Ηα του υδρογόνου (αριστερά). Διακρίνονται μαύρα νήματα (προεξοχές σε "κάτοψη") Στο υπεριώδες (δεξιά). Τεράστια προεξοχή ύψους χλμ.

20 Έχει περίπου 100 φορές περισσότερη μάζα από τον ήλιό μας
λάμπει περίπου 5 εκατομμύρια φορές περισσότερο από τον ήλιο. Περιβάλλεται δε από ένα ασυνήθιστο νέφος υλικού διαμέτρου 400 ετών φωτός, γνωστού ως Νεφέλωμα του Ανθρωπάκου το οποίο οι αστρονόμοι θεωρούν ότι δημιουργήθηκε από τις διαδοχικές εκρήξεις στην επιφάνεια του αστεριού. Το άστρο Eta Carinae ή Ήτα Tρόπιδος είναι ένα ασυνήθιστο μεταβλητό αστέρι ακριβώς έτη φωτός μακριά από τη γη.

21 Νεφέλωμα Έλικα , 690 ly Πλανητικό νεφέλωμα ενός αστεριού που πέθανε
Το "πτώμα", ένας λευκός νάνος, διακρίνεται στο κέντρο του σχηματισμού

22 Η κατανομή των αστέρων είναι τυχαία
Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι άπειρες Η ηλικία του σύμπαντος είναι άπειρη Το παράδοξο συνεχίζει να υφίσταται!

23 Η εικόνα είναι από το πολύ γνωστό Νεφέλωμα των Αετών (Eagle Nebula), που ονομάζεται και "Στυλοβάτες της Δημιουργίας". Πρόκειται για έναν αστρικό βρεφικό σταθμό, όπου δημιουργούνται συνεχώς νέα άστρα

24 Πλειάδες: 440 ly Σμήνος νέων αστέρων στον Ταύρο
Ακόμη "τυλιγμένα" στο νέφος από το οποίο δημιουργήθηκαν Έξι ορατά με γυμνό μάτι

25 Η κατανομή και στα σμήνη αστέρων είναι τυχαία
Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι άπειρες Η ηλικία του σύμπαντος είναι άπειρη Το παράδοξο συνεχίζει να υφίσταται!

26 Όρια του Γαλαξία μας: 100.000 ly
Milky way

27 Μεγάλο νέφος Μαγγελάνου: 157.000 ly
Δορυφόρος του Γαλαξία μας Ορατός από το νότιο ημισφαίριο Το παρατήρησε ο Μαγγελάνος κατά την διάρκεια του περίπλου της Γης Local group

28 Γαλαξίας Ανδρομέδας: 2,5 εκατομμύρια ly

29 Γαλαξίας NGC 55: 5 εκ. ly Γαλαξίας NGC 55: 5 εκ. ε.φ.
Ακανόνιστοι, ελλειπτικοί , σπειροειδείς Γαλαξίας NGC 55: 5 εκ. ly

30 Γαλαξίας Μ81: 12 εκ. ε.φ. Τα "γηραιά" αστέρια (κίτρινα) είναι στο κέντρο του γαλαξία
Τα "νέα" αστέρια (μπλε) σχηματίζουν τις σπείρες Γαλαξίας Μ81: 12 εκ. ly Τα "γηραιά" αστέρια (κίτρινα) είναι στο κέντρο του γαλαξία Τα "νέα" αστέρια (μπλε) σχηματίζουν τις σπείρες

31 Γαλαξίας Μ 51: 31 εκατομμ. ε.φ. Η άλλη εικόνα είναι του σπειροειδούς γαλαξία M51, γνωστός και ως Γαλαξίας Στρόβιλος (Whirlpool Galaxy). Η πιο καθαρή εικόνα του  M51, που έχει φτιαχτεί ποτέ, δείχνει το σχήμα ενός σπειροειδούς γαλαξία με τους βραχίονες του, εκεί όπου κατοικούν τα νέα αστέρια, έως τον κιτρινωπό κεντρικό πυρήνα του, κατοικία στα γηραιότερα αστέρια. Γαλαξίας Μ 51: 31 εκατομμ. ly

32 Η κατανομή των γαλαξιών είναι τυχαία
Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι άπειρες Η ηλικία του σύμπαντος είναι άπειρη Το παράδοξο συνεχίζει να υφίσταται!

33 Stephan's quintet: 210-340 εκατομμύρια ly Πέντε γαλαξίες δίπλα-δίπλα
(σκόνη, αέριο και αστέρια!)

34 Ο μεγαλύτερος γνωστός γαλαξίας (αριστερά) στο κέντρο του σμήνους γαλαξιών Abell 2029 (δεξιά): 1 δις ly.

35 Βαρυτικός φακός: 5 διΈνα συμπαγές σμήνος γαλαξιών (κίτρινοι, κέντρο) "συγκλίνει" το φως ενός πιο απομακρυσμένου γαλαξία, και το κάνει να φαίνεται σαν μπλε κυκλικά τόξα. ς ε.φ. Βαρυτικός φακός: 5 δισ ly Ένα συμπαγές σμήνος γαλαξιών (κίτρινοι, κέντρο) "συγκλίνει" το φως ενός πιο απομακρυσμένου γαλαξία το κάνει να φαίνεται σαν μπλε κυκλικά τόξα.

36 Hubble deep field: 12 δις ly
Η επίστρωση αλουμινίου που καλύπτει τις επιφάνειες των κατόπτρων του Χαμπλ είναι φορές λεπτότερη από μια ανθρώπινη τρίχα, ενώ η διακριτική ικανότητα του τηλεσκοπίου μετά την επισκευή είναι τόσο μεγάλη ώστε μπορεί να διακρίνει τη λάμψη μίας πυγολαμπίδας σε απόσταση χιλιομέτρων. Στον εξοπλισμό του τηλεσκοπίου περιλαμβάνεται μία ολόκληρη σειρά ψηφιακών φωτοανιχνευτών από το υπέρυθρο έως το υπεριώδες φως.

37 Hubble ultra deep field: 13 δις ly

38 Η κατανομή και στα σμήνη γαλαξιών είναι τυχαία
Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι άπειρες Η ηλικία του σύμπαντος είναι άπειρη Το παράδοξο συνεχίζει να υφίσταται!

39 Ενα Quasar 10 δισ ly από τη Γη-Αστερισμός Carter

40 Δίδυμοι Quasars-11 δισ ly από τη ΓΗ

41 Η κατανομή και στα Κβάζαρς είναι τυχαία
Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι άπειρες? Η ηλικία του σύμπαντος είναι άπειρη? Bing Bang-ΘΕΩΡΙΑ ΣΧΕΤΙΚΟΤΗΤΑΣ Το παράδοξο αρχίζει να καταρρέει.. Τα κβάζαρ, αντικείμενα μεγαλύτερα από τα αστέρια και που βρίσκονται μόνο στα κέντρα των γαλαξιών, είναι τα φωτεινότερα ουράνια αντικείμενα στον κόσμο. Τροφοδοτούνται από τις ογκώδεις μαύρες τρύπες - αντικείμενα ­ τόσο πυκνά που ακόμη και το φως δεν μπορεί να δραπετεύσει από τη βαρύτητά τους. Καθώς τ' αστέρια και το διαστρικό αέριο πέφτουν στις μαύρες τρύπες, στροβιλίζονται γύρω από αυτές, και τότε καταπίνονται από τις μαύρες τρύπες ­ αλλά όχι πρίν εκπέμψουν μια έντονη  φωτεινή λάμψη, σχεδόν σε όλα τα μήκη κύματος του ηλεκτρομαγνητικού φάσματος. Το Πανεπιστήμιο της Αριζόνα της αστρονόμου Jill Bechtold και των συναδέλφων της χρησιμοποίησε το παρατηρητήριο Chandra των ακτίνων X της NASA για να μελετήσει ένα μεγάλο δείγμα κβάζαρ όχι πιό κοντά από 12 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη. Η μεγάλη έρευνά τους περιλαμβάνει τρία πρόσφατα ανακαλυμμένα κβάζαρ 13 δισεκατομμύρια έτη φωτός από τη Γη -- τα πιό πρόωρα, τα πιό απομακρυσμένα κβάζαρ που έχουν βρεθεί ποτέ. Υπήρξαν όταν το Σύμπαν ήταν μόνο, περίπου, ένα δισεκατομμύριο έτη, ή περίπου το 7 τοις εκατό της παρούσας ηλικίας του. "Τα αντικείμενα που λάμπουν σαν τα κβάζαρ σήμερα, έχουν μικρότερη μάζα από τις μαύρες οπές από ό,τι τα αντικείμενα που εμείς βλέπουμε να λάμπουν, όπως αυτά τα πολύ φωτεινά κβάζαρ στο απόμακρο παρελθόν," λέει η Bechtold. "Τα αρχαία κβάζαρ είναι πολύ φωτεινά και επίσης πολύ σπάνια. Βασικά, οι μαύρες τρύπες τους πρέπει να υπάρχουν σήμερα, αλλά αυτά δεν είναι 'quasing'. Δεν ξέρουμε το γιατί. Πιθανώς "τα καύσιμά τους" - ­ τα αστέρια και το αέριο που πέφτει στη μαύρη τρύπα ­- να έχουν λιγοστέψει." Τα τρία νεώτερα κβάζαρ ανακαλύφθηκαν στα οπτικά μήκη κύματος από την Ψηφιακή Έρευνα του Ουρανού Sloan πέρυσι. Η Bechtold και οι άλλοι έχουν μελετήσει τις παρατηρήσεις με τις ακτίνες-X των τριών κβάζαρ που έγιναν στις 29 Ιαν. 2002, με το Chandra. Η Bechtold και η ομάδα της πρότειναν να κάνουν την έρευνα τους για αρχαία κβάζαρ στις αρχές του Παρατήρησαν 14 πολύ απόμακρα κβάζαρ στις αρχικές εποχές του Σύμπαντος, μεταξύ των 12 δισεκατομμυρίων και 12.5 δισεκατομμυρίων ετών φωτός μακριά από τη Γη, μετά από την πτήση του Chandra στα μέσα του 1999.

42 Μια εναλλακτική προσέγγιση για τον υπολογισμό της ηλικίας του Γαλαξία, είναι να μετρήσουμε την "σταθερά του Ηubble". Η σταθερά του Hubble (Η0), είναι ένα μέτρο για την τρέχουσα επέκταση του σύμπαντος. Οι κοσμολόγοι χρησιμοποιούν αυτό το μέγεθος για να επεκταθούν πίσω στο Big Bang. Η επέκταση εξαρτάται από την σημερινή πυκνότητα του σύμπαντος και την σύνθεσή του. Αν το σύμπαν ήταν επίπεδο και αποτελούνταν κυρίως από ύλη, τότε η ηλικία του θα ήταν 2/(3Η0). Αν το σύμπαν μας έχει πολύ μικρή πυκνότητα από ύλη, τότε η επέκταση της ζώης του θα είναι μεγαλύτερη: 1/Η0. Αν η θεωρία της γενικής σχετικότητας τροποποιηθεί ώστε να συμπεριλαμβάνει μία κοσμολογική σταθερά, τότε η συνεπαγόμενη ηλικία του συμπαντος είναι ακόμη μεγαλύτερη. Πολλοί αστρονόμοι εργάζονται σκληρά για να μετρήσουν τη σταθερά του Ηubble, χρησιμοποιώντας μια ποικιλία δύσκολων τεχνικών. Οι τρέχοντες καλύτεροι υπολογισμοί για το Ηο κυμαίνονται μεταξύ 50 kilometers / sec / megaparsec και 100 kilometers / sec / megaparsec. Σε άλλες παρόμοιες ενότητες οι αστρονόμοι πιστεύουν οτι 1/Ηο κυμαίνεται μεταξύ 10 και 20 δισεκατομμύρια χρόνια. Ορατό Σύμπαν: 13,8 δις έτη φωτός (η ραδιοακτινοβολία του "απόηχου" της Μεγάλης Έκρηξης)

43 Λύση: Πεπερασμένο ορατό σύμπαν
Λύση: Πεπερασμένο ορατό σύμπαν Πρώτος εισηγήθηκε τη θεωρία (θεωρητικά) ο Edgar Allen Poe το 1848 και ακολούθησε ο Λόρδος Kelvin (μαθηματικά) στα 1900 "Εφόσον η διαδοχή των αστέρων είναι ατελείωτη, τότε το υπόβαθρο του ουρανού θα μας στέλνει μία ομογενή φωτεινότητα ...αφού δεν θα υπάρχει απολύτως κανένα σημείο σε όλο αυτό το υπόβαθρο όπου δεν θα υπάρχει έστω και ένα αστέρι. Ο μόνος τρόπος λοιπόν, υπό αυτήν την προϋπόθεση, για να αντιληφθούμε το χώρο και τα γεγονότα που συμβαίνουν στο σύμπαν όπως αυτά τα παρατηρούμε μέσω των τηλεσκοπίων μας, θα είναι να υποθέσουμε ότι η απόσταση από το μη ορατό υπόβαθρο είναι τόσο πελώρια ώστε καμία φωτεινή ακτίνα δεν δεν έχει καταφέρει ακόμη να μας προσεγγίσει !"

44 Πεπερασμένο ορατό σύμπαν
Πεπερασμένο ορατό σύμπαν Ακόμη και αν το σύμπαν ήταν άπειρο, με απείρως μεγάλο αριθμό αστεριών, ισχυρίστηκε ότι το ορατό σύμπαν είναι πεπερασμένο σε μέγεθος. Το φως από αστέρια που βρίσκονται έξω από την ορατή σφαίρα δεν είχαν αρκετό χρόνο για να μας προσεγγίσουν Ο Kelvin υπολόγισε ότι για να έχουμε νυχτερινό ουρανό τόσο φωτεινό όσο ο ήλιος, θα έπρεπε να λαμβάνουμε αστρικό φως από 3x1015 ly μακριά

45 Πεπερασμένος χρόνος ζωής για τα αστέρια
Τυπικός χρόνος ζωής για τα αστέρια: 10 δισεκατομμύρια χρόνια Ηλικία σύμπαντος: 13.7 δισεκατομμύρια χρόνια Τα αστέρια του νεαρού σύμπαντος έχουν ήδη πεθάνει Σε κάθε χρονική στιγμή λαμβάνουμε μόνο ένα συγκεκριμένο ποσό από το φως που εκπέμπεται συνολικά στο σύμπαν. Δεν εκπέμπεται αρκετό ορατό φως από τα άστρα για να μετατρέψουν τον σκοτεινό νυχτερινό ουρανό σε φωτεινό. -most stars are on the same order of magnitude as the age of our universe -because the universe is relatively young, there has not been enough time for enough stars to form and shine Down upon us -for example if you assume that stars are on average 10 billion years old, then the visible universe is roughly this size, and Kelvin calculated That only 1 ten trillionth of the sky would be covered in stars -Basically at any one time there are not enough stars active to fill the space of the Universe with enough radiation to light the night sky. -also side note: issue of energy: Edward Harrison (1964) found that the energy required to light up the whole sky is 10 trillion times more Than the energy we see in the visible universe – thereofre another way of putting this is LACK OF ENERGY

46 Το τηλεσκόπιο Hubble έδωσε λύσεις
Το σύμπαν είναι διαστελλόμενο αφού μέσω του Hubble παρατηρήθηκε μετατόπιση του φάσματος του φωτός των αστέρων προς το κόκκινο (red shift light-Doppler effect) Τα αστέρια που βρίσκονται πιο μακριά από ένα παρατηρητή έχουν περισσότερο διαστελλόμενο χώρο ανάμεσά τους έτσι η μετατόπιση προς το κόκκινο είναι πιο έντονη Έτσι η λαμπρότητα τους θα μειώνεται όσο παρατηρούμε αστέρια που βρίσκονται πιο μακριά. Όχι στατικό σύμπαν, όχι σταθερή λαμπρότητα Γιατί η σταθερότητα σκόπευσης που χρειάζεται το Διαστημικό Τηλεσκόπιο είναι πολύ μεγάλη. Μπορεί να παρομοιαστεί μόνο με τη σταθερότητα που χρειάζεται μια συσκευή λέιζερ στην Αθήνα, πάνω σ' ένα αυτοκίνητο που τρέχει με 100 χιλιόμετρα την ώρα, και εκτοξεύει σταθερά ολόκληρο το εικοσιτετράωρο μια ακτίνα λέιζερ πάνω σε ένα νόμισμα μιας δραχμής που βρίσκεται στο Ηράκλειο της Κρήτης!

47 απόσταση1 Mlyrs Ηλικία αστεριού7,000 years old

48 Η ζωή των αστεριών Δεν γεννιούνται όλα την ίδια χρονική στιγμή
Φως από νέα σε ηλικία και μακρινά αστέρια δεν μας έχει προσεγγίσει ακόμη Ακτινοβολία από ήδη νεκρά αστέρια μας «βομβαρδίζει» ακόμη

49 Οι διαστάσεις του σύμπαντος είναι πολύ μεγάλες αλλά Πεπερασμένες
Αλλά ποιο είναι το σχήμα του? Η ηλικία του σύμπαντος είναι Πεπερασμένη (ακτινοβολία υποβάθρου-το ίχνος του Bing-Bang) Το παράδοξο αρχίζει να καταρέει...

50 PacMan

51 Επίπεδο σύμπαν, ρ=ρc ,Διαστελλόμενο με μειούμενο ρυθμό
Ευκλείδιο

52 PacMan Σφαιρική γεωμετρία-ρ>ρc Κλειστό σύμπαν
2300 ευκλείδια γεωμετρία μας εμποδίζουν να αντιληφθούμε τον τετραδιάστατο χώρο Σφαιρική γεωμετρία-ρ>ρc Κλειστό σύμπαν

53 PacMan

54 Μονόχωνο Υπερβολοειδές-Ανοικτό σύμπαν-ρ<ρc

55

56 Παράλλαξη Å Å

57

58 Ανάγκη για Πρότυπα Κεριά στο Σύμπαν(standard candles)
Παλλόμενοι μεταβλητοί αστέρες Σταθερή περίοδος γνωστή στους αστρονόμους m-M+5 5 10 =d m time

59 Εκτίμηση αποστάσεων στο σύμπαν Standard Candles
Κύρια σειρά RR Lyrae Κηφείδες Υπεργίγαντες Τύπου Ia Υπερκαινοφανείς } Μεταβλητοί Polaris

60 Γραμμικότητα κύριας ακολουθίας Παλλόμενοι μεταβλητοί αστέρες
Εκτίμηση αποστάσεων Παράλλαξη Γραμμικότητα κύριας ακολουθίας Φασματική παράλλαξη Διάταξη σμηνών Παλλόμενοι μεταβλητοί αστέρες Κηφείδες Τύποι γαλαξιών

61 Blue Red 24Mpc 300Mpc 780Mpc 1220Mpc 1200 km/sec 15,000 km/sec 39,000 km/sec 61,000 km/sec

62

63

64 Redshift Οι γαλαξίες ακτινοβολούν φως
Το φως φτάνει στη γη μετατοπισμένο προς το κόκκινο Το φως από μακρινούς γαλαξίες φτάνει ως υπέρυθρο IR Το φως από του τους πιο μακρινούς γαλαξίες φτάνει ως ραδιοκύμα Αναζήτηση ραδιοκυμάτων λόγω αύξηση της θερμοκρασίας Δυνατό ραδιοσήμα από κάποιες περιοχές Αδύναμο ραδιοσήμα από όλες τις υπόλοιπες κατευθύνσεις

65 Η ηλικία του σύμπαντος σε σχέση με τη διαστολή του
Η ηλικία του σύμπαντος σε σχέση με τη διαστολή του Ποιος παράγοντας συνεισφέρει περισσότερο στην μειωμένη παρατηρούμενη ακτινοβολία που βλέπουμε:Η πεπερασμένη ηλικία των γαλαξιών ή η διαστολή του σύμπαντος? Ας ξεκινήσουμε βρίσκοντας την ένταση του ορατού φωτός από όλους τους γαλαξίες

66 Συνολική ένταση no: πυκνότητα των γαλαξιών που σχηματίστηκαν τη χρονική στιγμή tf (big bang) F: φάσμα γαλαξία σαν συνάρτηση του μήκους κύματος και του χρόνου R=R(t): συντελεστής σχετικός με τη διαστολή του σύμπαντος – Νόμος Hubble Ro: ακτίνα του σύμπαντος τώρα I(λo) ένταση για μήκος κύματος λo για όλες τις ακτινοβολίες των γαλαξιών που βρίσκονται μέσα σε μια νοητή σφαίρα με ακτίνα αντίστοιχη με το χρόνο δημιουργίας των γαλαξιών -the effects of the finite age of the galaxies can be found in the integration limits -the effect of the expanding universe is in the R/Ro and also something else which we’ll see soon

67 Το φάσμα των γαλαξιών Απλοποιημένο μοντέλο: υποθέτωντας ότι οι γαλαξίες συμπεριφέρονται ως μέλαν σώμα: Όσον αφορά την ηλικία των γαλαξιών, η φωτεινότητα των γαλαξιών μειώνεται όσο το φάσμα τους μετατοπίζεται προς το κόκκινο

68 Η παράμετρος c εκφράζεται ως:
Και αντικαθιστώντας το F υπολογίζεται η ολική ένταση:

69 Συγκρίσεις στατικού και διαστελλόμενου σύμπαντος
Αν συγκρίνουμε την ένταση που υπολογίσαμε σε ένα διαστελλόμενο σύμπαν σε σχέση με ένα πλήρως στατικό : Ro=R, T=To Προκύπτει ότι η ένταση είναι ανάλογη με την ηλικία των γαλαξιών στο σύμπαν to-tf Αυτό που μας ενδιαφέρει είναι ο λόγος των εντάσεων I/Is για το διαστελλόμενο και το στατικό σύμπαν

70 Η επίδραση του διαστελλόμενου σύμπαντος
Διάφοροι παράμετροι μπορούν να ποικίλουν όπως η πυκνότητα των γαλαξιών και ο χρόνος που δημιουργήθηκε ένας γαλαξίας Αλλά: Κάθε φορά λαμβάνουμε την ίδια μείωση στην ένταση I/Is ~1/3 Άρα η διαστολή του σύμπαντος μειώνει την παρατηρούμενη ένταση φωτός στο ~1/3, ενώ η ηλικία των γαλαξιών επηρεάζει την παρατηρούμενη ένταση σε τάξη μεγέθούς ανάλογη του χρόνου ζωής τους to-tf

71 Περίληψη-Συμπεράσματα
Με το παράδοξο του Olbers’ διατυπώνεται η άποψη ότι σε ένα άπειρο και στατικό σύμπαν με άπειρα ομογενώς κατανεμημένα αστέρια (γαλαξίες) ο ουρανός τη νύχτα έπρεπε να φαίνεται τόσο φωτεινός όσο η επιφάνεια του ήλιου Απαντήσεις: Μετακίνηση του φάσματος του φωτός προς το κόκκινο λόγω διαστολής του σύμπαντος Πεπερασμένο, ορατό σύμπαν Πεπερασμένη ηλικία των γαλαξιών, δεν έχει φτάσει το φως τους σε μας -Η ταχύτητα του φωτός στο κενό αποτελεί όριο ταχυτήτων

72 Ευχαριστώ!