RAZVOJ SVEMIRA

GALAKSIJE Nastale su iz magličaste tvorbe velike mase u kovitlanju. Plin se postupno ugradio u zvijezde ,a one su nastavile kružiti oko najgušćeg središta . Zvijezde su nastale gravitacijskim stiskanjem početne maglice . Galaksije se dijele na spiralne, eliptične, lećaste i nepravilne galaktike.

Mliječna staza Još se naziva Kumova slama, Rimska cesta, Slamotres … Toj galaksiji pripada naš Sunčev sustav. Prvi ju je primijetio Galileo kao trag sastavljen od velikog broja zvijezda. U Mliječnoj stazi nalazi se između 200 i 400 milijardi zvijezda u promjeru je od oko 100 000 svjetlosnih godina.

Mi smo tu! Mliječna staza Galaksija spiralnog oblika-više od 100 milijardi zvijezda. Unutar nje se nalazi i Sunčev sustav

Spiralna galaktika NGC 5194 Spiralne galaktike se brže vrte oko osi pa su spljoštene kao tanjur. Spiralna galaktika NGC 5194

U eliptičkim se galaksijama zvijezde gibaju u svim smjerovima naokolo središta. Messier87  (M87 ili NGC 4486)

Lećaste galaktike prijelazni stupanj između spiralnih i eliptičnih Messier 102 (NGC5866)

Nepravilna galaktika M82 ili NGC 3034 Veliki Magellanov oblak

Neke galaksije mogu se obnavljati iznutra. Plin koji se postupno ugradio u zvijezde vraća se u prostor obogaćen proizvodima nastalim u zvijezdi ( zvjezdani vjetar ). U zvijezdi atomske jezgre vodika i helija fuzionirane su u sve druge teže elemente. Prah i plin lebde u prostoru i od njih nastaju nove zvijezde i planeti. Neke galaksije mogu se obnavljati iznutra. Messier 87 Divovski plinoviti mlaz koji izvire iz središta.

Galaksije su sjedinjene u skupove galaksija. Skupovi galaksija međusobno se udaljavaju bez obzira u kojem se smjeru nalaze. Udaljenije galaksije se brže razmiču. Da se galaksije razmiču dokazuje se Dopplerovim učinkom. Spektralne linije galaksija se pomiču prema crvenom. Najdalje u svemiru se vide kvazari vide se na udaljenostima većim od 10 milijardi godina svjetlosti.

Dopplerov učinak v = Hr Hubbleov zakon:

Hubbleov zakon širenja svemira Na temelju ovog zakona mjere se udaljenosti galaksija. v- brzina udaljavanja galaksije H- konstanta (H= 75 km·s / M pc ) r- udaljenost galaksije v = H · r

Širenje svemira - Hubbleov zakon relativno udaljavanje galaktika Hubbleov zakon v = Hr širenje svemira = razmicanje prostora

Određivanje Hubbleovog parametra (konstante) Galaksijama na poznatoj udaljenosti(d) izmjeri se crveni pomak z ( z = λ – λ0 / λ0 ). Iz z = v / c i v = H0· d slijedi : z ·c = H0 ·d . H0 = z ·c / d. Rezultat : H0=( 72 ± 5 ) km·s-1(Mpc)-1

Udaljenost jednako prošlost Sa Sunca svijetlost putuje 500 sekundi stoga mi trenutno vidimo ono što se dogodilo prije 500 sekundi. Zvijezde koje gledamo u ovome trenutku nisu takve kakve ih vidimo već vidimo svijetlost koja je stara nekoliko godina. Promatrajući sve dalje krajeve gledamo sve dalje u prošlost.

Neke galaksije djeluju kao leće koje od još udaljenijeg predmeta stvaraju sliku. Takve prirodne gravitacijske leće nisu savršene stoga su slike izvitoperene. Preslikani izvor obično je dva puta dalje od leće. Albert Einstein je predvidio da tijela velike mase mogu djelovati kao leće.

Veliki prasak Današnje širenje svemira znači da je svemir nekada mora biti manji. Sva tijela su morala nekad biti zajedno u nekoj gustoj kaši. Ta je tvar pod jako velikim pritiskom i temperaturom razletjela se,što danas ima za posljedicu razmicanje galaksija. Ta pojava se naziva Veliki prasak.

Znanstvenici gledanjem daleko u svemir pokušavaju vidjeti događaje iz davnog vremena. Jedini vjesnik vrućeg svemira , nakon Velikog praska , jesu vrlo kratki radiovalovi odnosno zračenje koje se naziva pozadinsko zračenje jer pristiže sa svih strana.

Razvoj svemira 12-14109 god. 109 god. 300103 god. 3 min 10-5 s 1032 K 1027 K 1015 K 1010 K 109 K 6000 K 18 K 3 K 10-43 s 10-34 s 10-10 s 10-5 s 3 min 300103 god. 109 god. 12-14109 god.

Izradio : Matej Masjar ,šk.g. 2011./2012. Razmotri : 1. Kojeg je oblika Galaksija? 2. Koji oblici galaksija postoje? 3. Gdje smo smješteni u Galaksiji? 4. Gdje u galaksiji nastaju zvijezde? Pogledaj raspored tamne tvari! 5. Čime se odlikuju radio-galaksije? 6. Koji postupak mjerenja udaljenosti poznaješ? 7. Razmotri,dade li se gravitacijska optika iskoristiti da bi se ustanovilo stanje tijela na rubu svemira? Izradio : Matej Masjar ,šk.g. 2011./2012.

Dodatak : Veliki prasak

Veliki prasak Kugla: praatomom ili kozmičkim jajetom nakon eksplozije nastala materija (koju zovemo svemirska kaša): sastojala od čestica (protona, neutrona, elektrona i fotona svjetlosti) i antičestica Nakon jedne minute stvoreni su uvjeti za za spajanje protona i neutrona u jezgre prvih atoma. Nakon milijun godina nastali su prvi atomi H i He; a prvi atomi, zahvaljujući gravitaciji, okupljali su slobodne čestice i oblikovali kuglasta tijela.

t < 10-43 s , ( T > 1032 K ) – nedostupni početak (Planckovo vrijeme ) Ima se čestice , antičestice i fotone ( zračenje) . Čestice i antičestice nastaju iz fotona , a anihilacijom ponovno stvaraju fotone . Masa čestica je razmjerna temperaturi svemira : m ~ T .

E = 2mc2 T = C - Masa najteže čestice pri temperaturi T

Temperatura svemira European Laboratory for Particle Physics

Širenje svemira prati sniženje njegove temperature . Iz fotona stvaraju se čestice i aničestice sve manje mase . T = 1015 K -> 1010 K  mogli su postojati kvarkovi T = 1010 K -> 109 K  iz kvarkova su nastali protoni i neutroni

t = 3 min od Velikog praska : T = 109 K  fuzijom protona i neutrona nastaju lake jezgre ( H , He , Li ) Nakon t = 3 ·105 god. T = 3000 K - 4000 K - formirali su se atomi . Svemir postaje proziran za fotone jer atomi mogu apsorbirati samo određene fotone .

Mikrovalno pozadinsko zračenje -1965.g. Arno Penzias i Robert Wilson registrirali da iz svih smjerova svemira dolaze mikro valovi . Registrirano zračenje je bilo valne duljine 7,35 cm što bi po Wienovom zakonu odgovaralo zračenju crnog tijela temperature oko 3 K. -Zračenje je nastalo kad su u ranom svemiru , 300 000 godina poslije Velikog praska , kad je temperatura pala na oko 3000 K i nastajali su atomi ( H , He) , a svemir postao „proziran“. Kako se svemir širi zračenje gubi na energiji , smanjuje mu se frekvencija , a povećava valna duljina. Satelit COBE lansiran 1989.g. izmjerio je termalni spektar mikrovalnog zračenja s maksimumom na ≈ 1 mm , a tom odgovara temperatura T =( 2,735 ± 0,006 ) K.

Smanjenje energije fotona – posljedica kozmološkog crvenog pomaka Kozmološki crveni pomak , z , definiran je kao : z= λ – λ0 / λ0 λ0 – valna duljina emitiranog fotona , a λ valna duljina opaženog fotona . Vrijedi : c = λ·ν , E = h·ν Slijedi :   Za male vrijednost crvenog pomaka : z = v/c = H·d / c

Starost svemira : T0 = 1 / H ≈13,6·109 god. t ~ 109 god. -> formiraju se galaksije -> gravitacijskim sažimanjem nastaju zvijezde . U unutrašnjosti zvijezda fuzijom se stvaraju teže jezgre ( do željeza ) . Eksplozijama supernovih nastaju i teži elementi . …. Formiraju se molekule i počinju kemijski procesi t ~ 13,7· 109 god -> pojava ljudi Starost svemira : T0 = 1 / H ≈13,6·109 god. vr = H· r  T0 = 1/ H = r/ vr

Razdvajanje temeljnih sila 10-43 s, 1032 K, 1019 GeV – odvajanje gravitacijske sile X – sila X – bozoni, Y - bozoni 1028 K, 1015 GeV – odvajaje jake sile od elektroslabe “Inflacija” svemira 1015 K, 100 GeV – razdvajanje elektromagnetske sile od slabe Narušavanje simetrije materije i antimaterije