Kosmologické kapitoly 2 Jan Novotný, Jindřiška Svobodová Masarykova universita, Brno, JČU 2016

Úvodní aktivity časové osy  Vývoj kosmologických představ a zásadních objevů kartičky - přiřazování na časovou osu  Vývoj vesmíru Kosmický kalendář - přiřazování etap na provázek  Obrázková galerie Mytologické představy vlastní tvorba

Porovnání: nechť 13,7 miliard let je 10 let Před 65 miliony let – 17 dní vyhynuli dinosauři Před 3 miliony let - 19 hodin prapředek člověka Před 2000 lety Ježíš 46 sekund Před 235 let – 5 sekund deklarace nezávislosti

Měřítka a jednotky 1 světelná sekunda měří ,458 kilometru, 1 světelná minuta 18 milionů kilometrů, 1 světelná hodina více než 1 miliardu kilometrů a 1 světelný rok milionů kilometrů. Omezení – c – fotonový dopravník Z jak vzdálené hvězdy se muselo v okamžiku vašeho narození vydat světlo, aby na Zemi doputovalo právě dnes? Světlo urazí ve vakuu za jednu sekundu právě metrů.

Vesmírná archeologie

Měsíc Kupa galaxií Hubbleova pole Hubbleův Teleskop Slunce Saturn Plejády Vírová galaxie Seřazování 1, Zkuste uspořádat snímky v pořadí podle skutečné velikosti objektů Nejmenší největší 2, Zkuste seřadit snímky objektů od nejbližších po nejvzdálenější Nejbližší nejvzdálenější 3, Zkuste uspořádat snímky podle stáří zobrazených objektů (nejdříve zformovaný, nejpozději zformovaný) Nejstarší nejmladší Máte představu o velikosti, vzdálenosti a stáří různých objektů ve vesmíru?

Jak jsou staří? Odpovědi, na nichž by se většina astronomů asi shodla: Teleskop několik let (1990) Plejády 80 millionů let Měsíc 4.5 miliard let Saturn 4.5 miliard let Sun miliard let Galaxie 10 miliard let Hubble kupa galaxií více než 10 miliard let Na otázku je stanovení správné ho pořadí poněkud nejednoznačné, a je zároveň u řady objektů Vesmíru předmětem současného astronomický výzkumu. Při řešení této zdánlivě jednoduché otázky, se studenti potýkají s důležitými poznatky formování sluneční soustavy, životní cykly hvězd a vývoje vesmíru!

Hvězdy, galaxie jsou rozloženy rovnoměrně (na kosmologických škálách, tzn. v měřítku asi 1 Gly je vesmír homogenní)

Rozpínající se vesmír ve dvou časech T1T1 T2T2 Rozpínání vesmíru kolem nás je ve všech směrech stejné – divné? Kosmologický princip

Sestav si svůj vesmír

Mléčná dráha v různých spektrálních oborech 13

Spektrum Galaxie A má vodíkovou čáru na 724nm, hodnota na zemi je 656nm, rozdíl je 68nm, t.j.asi 10%. Rychlost pohybu Galaxie A je 10%c - tedy asi km/s. Práce se spektry

Jak se galaxie ve vesmíru pohybují ve vztahu k sobě navzájem? Modelové analogie Experiment 1 – rozpínání vesmíru Balónkový vesmír Změny ve vzdálenostech mezi galaxiemi při rozpínání vesmíru Balonekobvod cmABBCCA stav 140,53,74,86,3 stav 249,45,16,39,1 stav 356,58,39,714 stav 465,51315,623

Experiment 2 – běh na trati Vliv vzdálenosti na rychlosti vzdalování galaxií Tabulka měřen í Galaxie Původn í vzd á lenost od M (cm) Vzd á lenost od M po natažen í (cm) posun oproti původn í poloze(cm) Galaxie rychlost un áš en í (cm/s) A B C 35,92,9 5,8 D 47,83,8 7,6 E 5105 F 612,16,1 12,2 G 714,47,4 14,8 Vyneste graf závislosti vypočtené rychlosti galaxií na jejich vzdálenosti od M.

Zpáteční adresa Země Sluneční soustava Spirální rameno Mléčná dráha Místní soustava galaxií Místní galaktická nadkupa Vesmír Pionner 10 destička s poselstvím a zpáteční adresou

Závěrem Pochopení některých aspektů kosmologie je pro hlubší porozumění našemu světu, v němž žijeme důležité. Mnohé z kosmologických přístupů pomůže porozumět problémům z jiných oborů fyziky. Kosmologie umožňuje formulovat zajímavé, dobře definované problémy, které pomáhají rozvíjet schopnosti kreativního i kritického myšlení.

 vesmír je na největších rozměrech uniformní  vesmír jako celek se rozpíná  vesmír má specifické zastoupení chemických prvků  vesmír vyplňuje reliktní mikrovlnné záření  existují nepatrné anizotropie reliktního záření  přítomnost „temné hmoty a temné energie“  Zpřesnění: Stručný souhrn poznatků Hubbleova konstanta 67 km s −1 Mpc −1 Stáří vesmíru13, let Oddělení záření od hmoty ~ let po BB

Je vesmír prostorově nekonečný? Vesmír má křivost Velmi blízkou nulové (k=0) Kosmologický člen λ ˃ 0 Je tedy nekonečný? Problém „typického vzorku“

Je trvání vesmíru nekonečné? Počáteční singularita Aktuální a potenciální nekonečno Parmenidovské oblasti vesmíru? Čas neexistoval vždycky, ale neměl žádný počátek? Vesmírné cykly?

Odkud se bere směr času?  Růst entropie  Prožívání reality  Rozpínání vesmíru  Biologická evoluce  Měření v QM  Rozbíhání vln