Dunkle Energie Und was Physiker damit meinen
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- Martina Dressler
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Transkript
1 Dunkle Energie Und was Physiker damit meinen Axel Maas 13. Dezember axelmaas.blogspot.com
2 Überblick
3 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es?
4 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos
5 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos Die Zusammensetzung des Kosmos
6 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos Die Zusammensetzung des Kosmos Materie
7 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos Die Zusammensetzung des Kosmos Materie Dunkle Materie
8 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos Die Zusammensetzung des Kosmos Materie Dunkle Materie Dunkle Energie
9 Überblick Dunkle Energie : Worum geht es? Die Entwicklung des Kosmos Die Zusammensetzung des Kosmos Materie Dunkle Materie Dunkle Energie Was könnte das sein?
10 Worum geht es Ursprüngliche Fragen
11 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt?
12 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt? Urknall
13 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt? Urknall Woraus besteht das Universum?
14 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt? Urknall Woraus besteht das Universum? Was davon verstehen wir?
15 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt? Urknall Woraus besteht das Universum? Was davon verstehen wir? Woher wissen wir all das?
16 Worum geht es Ursprüngliche Fragen Wie hat das Universum sich entwickelt? Urknall Woraus besteht das Universum? Was davon verstehen wir? Woher wissen wir all das? Wie wird sich das Universum weiterentwickeln?
17 Die Entwicklung des Universums Das Universum heute [Bild: WMAP]
18 Das Universum heute ca. 130 Milliarden Lichtjahre Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
19 ca. 130 Milliarden Lichtjahre Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
20 ca. 130 Milliarden Lichtjahre Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
21 ca. 130 Milliarden Lichtjahre Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
22 Der kosmische Hintergrund [Bild: NASA]
23 Der kosmische Hintergrund [Bild: NASA]
24 Der kosmische Hintergrund [Bild: NASA]
25 ca. 130 Milliarden Lichtjahre Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
26 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie
27 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie Sonnen, Planeten, interstellares Gas
28 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher
29 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2)
30 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos
31 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie (~20%) Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos
32 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie (~20%) Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos Unbekannte, dunkle Materie
33 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie (~20%) Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos Unbekannte, dunkle Materie Nur durch Gravitationswirkung bemerkbar
34 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie (~20%) Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos Unbekannte, dunkle Materie Nur durch Gravitationswirkung bemerkbar Details unbekannt
35 Die Bestandteile des Universums Bekannte Materie (~20%) Sonnen, Planeten, interstellares Gas Asteroiden, Neutronensterne, schwarze Löcher Photonen (E=mc2) Neutrinos Unbekannte, dunkle Materie Nur durch Gravitationswirkung bemerkbar Details unbekannt Könnte auch was ganz anderes sein...
36 Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
37 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? [Bild: WMAP]
38 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) [Bild: WMAP]
39 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) Erreicht eine bestimmte Größe [Bild: WMAP]
40 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) Erreicht eine bestimmte Größe Wächst weiter [Bild: WMAP]
41 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) Erreicht eine bestimmte Größe Wächst weiter Langsamer? [Bild: WMAP]
42 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) Erreicht eine bestimmte Größe Wächst weiter Langsamer? Gleich? [Bild: WMAP]
43 Die Entwicklung des Universums Wie weiter? Zusammenstürzen (Big Crunch) Erreicht eine bestimmte Größe Wächst weiter Langsamer? Gleich? Schneller? [Bild: WMAP]
44 Die Entwicklung des Universums [Bild: WMAP]
45 Beobachtung der Beschleunigung Supernova [Bild: NASA]
46 Beobachtung der Beschleunigung Supernova Typ Ia: Immer gleich [Bild: NASA]
47 Beobachtung der Beschleunigung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
48 Beobachtung der Beschleunigung Entfernung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
49 Helligkeit Beobachtung der Beschleunigung Entfernung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
50 Helligkeit Beobachtung der Beschleunigung n o K e t an t s h e d s Au g n nu Entfernung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
51 Helligkeit Beobachtung der Beschleunigung n o K e t an t s h e d s Au g n nu [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
52 Beobachtung der Beschleunigung n o K e t an t s h e d s Au g n nu [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
53 Beobachtung der Beschleunigung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik]
54 Der kosmische Hintergrund Enthält auch indirekte Hinweise [Bild: NASA]
55 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie
56 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums
57 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie
58 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie Energie der Materie
59 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie Gravitation und Form des Raumes Energie der Materie
60 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie Energie Gravitation Balance der und Materie Form des Raumes
61 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie Energie KosmoGravitation Balance der und logische und Materie Konstante Form des Raumes
62 Woher kommt die Beschleunigung? Entwicklung des Universums bestimmt durch Gravitation der Materie Form und Größe des Universums Beschrieben durch die allgemeine Relativitätstheorie Energie KosmoGravitation Balance der und logische und Materie Konstante Form des Raumes Der Effekt der kosmologischen Konstante heisst Dunkle Energie
63 Was ist die kosmologische Konstante?
64 Was ist die kosmologische Konstante? Naturkonstante wie die elektrische Ladung oder die Masse eines Elementarteilchens
65 Was ist die kosmologische Konstante? Naturkonstante wie die elektrische Ladung oder die Masse eines Elementarteilchens Muss gemessen werden und kann nicht vorausgesagt werden
66 Was ist die kosmologische Konstante? Naturkonstante wie die elektrische Ladung oder die Masse eines Elementarteilchens Muss gemessen werden und kann nicht vorausgesagt werden Führt dazu das leerer Raum sich ausdehnt
67 Was ist die kosmologische Konstante? Naturkonstante wie die elektrische Ladung oder die Masse eines Elementarteilchens Muss gemessen werden und kann nicht vorausgesagt werden Führt dazu das leerer Raum sich ausdehnt Kann durch genug Materie kompensiert werden
68 Was ist die kosmologische Konstante? Naturkonstante wie die elektrische Ladung oder die Masse eines Elementarteilchens Führt dazu das leerer Raum sich ausdehnt Muss gemessen werden und kann nicht vorausgesagt werden Kann durch genug Materie kompensiert werden Wie gross ist sie?
69 Indirekte Messung [Bild: Caroll & Ostlie, Moderne Astrophysik] [Bild: NASA]
70 Einfluss auf das Universum [Boylan-Kolchin et al. Arxiv.org: ]
71 Einfluss auf das Universum [Argonne National Lab]
72 Zusammensetzung des Universums [Bild: NASA]
73 Zusammensetzung des Universums Wert ist extrem speziell! [Bild: NASA]
74 Warum der Wert speziell ist Gesamtmasse des Universums bestimmt Raumkrümmung
75 Warum der Wert speziell ist Gesamtmasse des Universums bestimmt Raumkrümmung Messbar per Satellit
76 Warum der Wert speziell ist Gesamtmasse des Universums bestimmt Raumkrümmung Messbar per Satellit [Bild: NASA]
77 Warum der Wert speziell ist Gesamtmasse des Universums bestimmt Raumkrümmung Messbar per Satellit Auf ein paar Promille genau flach [Bild: NASA]
78 Warum der Wert speziell ist Gesamtmasse des Universums bestimmt Raumkrümmung Messbar per Satellit Auf ein paar Promille genau flach Hängt kritisch mit der Inflation zusammen [Bild: NASA]
79 Warum der Wert speziell ist [Bild: NASA]
80 Warum der Wert speziell ist Masse durch die kosmologische Konstante steigt mit Volumen [Bild: NASA]
81 Warum der Wert speziell ist Masse durch die kosmologische Konstante steigt mit Volumen [Bild: NASA]
82 Warum der Wert speziell ist Masse durch die kosmologische Konstante steigt mit Volumen [Bild: NASA]
83 Warum der Wert speziell ist Masse durch die kosmologische Konstante steigt mit Volumen Warum ist sie heute ungefähr 100%? [Bild: NASA]
84 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert
85 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert Ihr grosser Beitrag kommt durch das grosse Volumen des Universums
86 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert Ihr grosser Beitrag kommt durch das grosse Volumen des Universums Zahlenmässig ist sie extrem klein
87 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert Ihr grosser Beitrag kommt durch das grosse Volumen des Universums Zahlenmässig ist sie extrem klein mal kleiner als alle anderen bekannten Naturkonstanten
88 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert Ihr grosser Beitrag kommt durch das grosse Volumen des Universums Zahlenmässig ist sie extrem klein mal kleiner als alle anderen bekannten Naturkonstanten Warum?
89 Warum der Wert speziell ist Hat als Naturkonstante einen fixen Wert Ihr grosser Beitrag kommt durch das grosse Volumen des Universums Zahlenmässig ist sie extrem klein mal kleiner als alle anderen bekannten Naturkonstanten Warum? Hierarchieproblem
90 Zusammenhang zur Teilchenphysik
91 Zusammenhang zur Teilchenphysik Zweiter Teil der heute bekannten Naturgesetze
92 Zusammenhang zur Teilchenphysik Zweiter Teil der heute bekannten Naturgesetze: Standardmodell der Teilchenphysik
93 Zusammenhang zur Teilchenphysik Zweiter Teil der heute bekannten Naturgesetze: Standardmodell der Teilchenphysik Kann potentiell den Effekt der kosmologischen Konstante beeinflussen
94 Zusammenhang zur Teilchenphysik Zweiter Teil der heute bekannten Naturgesetze: Standardmodell der Teilchenphysik Kann potentiell den Effekt der kosmologischen Konstante beeinflussen Aber jeder Effekt würde riesig sein
95 Zusammenhang zur Teilchenphysik Zweiter Teil der heute bekannten Naturgesetze: Standardmodell der Teilchenphysik Kann potentiell den Effekt der kosmologischen Konstante beeinflussen Aber jeder Effekt würde riesig sein Kein Effekt feststellbar: Warum?
96 Mögliche Gründe
97 Mögliche, spekulative Gründe
98 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation
99 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig
100 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig Unbekannte teilchenphysikalische Effekte verhinden eine Beeinflussung
101 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig Unbekannte teilchenphysikalische Effekte verhinden eine Beeinflussung Supersymmetrie
102 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig Unbekannte teilchenphysikalische Effekte verhinden eine Beeinflussung Supersymmetrie Zusammenhang mit der Inflation
103 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig Unbekannte teilchenphysikalische Effekte verhinden eine Beeinflussung Supersymmetrie Zusammenhang mit der Inflation Gravitation und Teilchenphysik haben einen gemeinsamen Ursprung und was wir sehen ist eine Konsequenz davon
104 Mögliche, spekulative Gründe Quanteneffekte der Gravitation Quantentheorie der Gravitation nötig Unbekannte teilchenphysikalische Effekte verhinden eine Beeinflussung Supersymmetrie Zusammenhang mit der Inflation Gravitation und Teilchenphysik haben einen gemeinsamen Ursprung und was wir sehen ist eine Konsequenz davon Stringtheorie
105 Zusammenfassung
106 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus
107 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben
108 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben Deren Wert ist extrem und speziell
109 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben Deren Wert ist extrem und speziell Viele Ansätze, warum das so ist
110 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben Deren Wert ist extrem und speziell Viele Ansätze, warum das so ist Benötigt neue Beobachtungen, entweder in der Teilchenphysik oder der Astrophysik, für eine endgültige Klärung
111 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben Deren Wert ist extrem und speziell Viele Ansätze, warum das so ist Benötigt neue Beobachtungen, entweder in der Teilchenphysik oder der Astrophysik, für eine endgültige Klärung Daten sind nicht genau genug um Erklärungen stark einzugrenzen
112 Zusammenfassung So weit wir wissen dehnt sich das Universum (derzeit) beschleunigt aus Läßt sich durch eine neue Naturkonstante (kosmologische Konstante) beschreiben Deren Wert ist extrem und speziell Viele Ansätze, warum das so ist Benötigt neue Beobachtungen, entweder in der Teilchenphysik oder der Astrophysik, für eine endgültige Klärung Daten sind nicht genau genug um Erklärungen stark einzugrenzen Theoretische Vorstellungen auch noch nicht zwingend
113 Zusammenhänge Geometrie des Universums benötigt Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie
114 Zusammenhänge Geometrie des Universums benötigt Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie Strukturbildung ebenso
115 Zusammenhänge Geometrie des Universums benötigt Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie Strukturbildung ebenso Alles hängt mit der Gravitation und der Teilchenphysik zusammen
116 Zusammenhänge Geometrie des Universums benötigt Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie Strukturbildung ebenso Alles hängt mit der Gravitation und der Teilchenphysik zusammen Alles sehr ausbalanciert
117 Zusammenhänge Geometrie des Universums benötigt Inflation, dunkle Materie und dunkle Energie Strukturbildung ebenso Alles hängt mit der Gravitation und der Teilchenphysik zusammen Alles sehr ausbalanciert Gemeinsamer Ursprung?
Kosmologische Konstante. kosmischer Mikrowellen-Hintergrund. Strukturbildung im frühen Universum
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