Aus was besteht unser Universum?

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1 Aus was besteht unser Universum?

2 Inhalt der Vorlesung Moderne Kosmologie. 1. Von Aristoteles zu Kopernikus 2. Die beobachtbaren Fakten: Kosmologisches Prinzip; Hintergrundstrahlung; Rotverschiebung; dunkle Materie; Planck sche Strahlung. 3. Expandierendes Universum und seine Geometrie: Friedmann Gleichung. 4. Kosmologische Modelle. 5. Hubble Parameter, Kritische Dichte, Expansion und Kosmologische Konstante (Dunkle Energie). 6. Alter des Universums. 7. Dunkle Materie und dunkle Energie 8. Die Kosmische Mikrowellen Hintergrundstrahlung 9. Das frühe Universum und die Bildung der leichten Elemente 10. Das Inflationäre Universum und der Urknall Amand Fäßler

3 Galaxien: Strahlung Strahlende helle Materie ist konzentriert in den Galaxien, der intergalaktische Raum ist leer und durchsichtig NGC

4 Proton, Neutron = Nukleon, gehört zu den Baryonen Atome, Nukleonen,

5

6 Coma Haufen Im sichbaren Licht Im Röntgenlicht 95% der Masse des Coma Haufens ist eine Gaswolke

7 Coma Haufen Im sichtbaren Licht Im Röntgenlicht Dunkle Materie? Masse der Gaswolke reicht nicht, die Bewegung der Galaxien zu erklären.

8 Rotation ti von Galaxien Dunkle Materie? Was kompensiert die Zentrifugalkraft? Faktum erwartet

9 Keplersche Gesetze der Planetenbewegung Planet durchläuft in gleichen Zeiten gleiche Flächen

10 Rotation von Dunkle Galaxien Materie? keine gute Beschreibung ohne Annahme eines Halos

11 Einstein Ringe Gravitations Mikrolinsen Effekt

12 Einsteins persönlicher Ring mit Schwarzem Loch vor dem Mund

13 Gravitationslinsen durch dunkle Materie? Dunkle Materie? Grosse und konzentrierte Massenansammlungen wirken auf Licht wie Linsen Sichtbare Materie reicht oft nicht aus, um Linseneffekt zu erzeugen

14 A direct proof for dark matter?

15 2006 : Kollision eines kleinen und eines großen Galaxienhaufens im Ablauf von 2 Millionen Jahren von links nach rechts Dunkle u. helle Materie Helle Materie

16 Ist sensitiv auf normale und Dunkle Materie.

17 Kollision zweier Galaxien im Röntgenlicht (rosa) und mit Gravitationslinseneffekt (blau). Erster direkter Nachweis für Dunkle Materie.

18 Helle und Dunkle Materie Es gibt etwa 7 mal mehr dunkle Materie als helle

19 Woraus bestehe dunkle Materie? Woraus bestehe dunkle Materie? Spekulationen auf hohem Niveau

20 Supersymmetrie? Fundierte Theorie Zu jedem Fermion existiert ein supersymmetrisches Boson Zu jedem Boson existiert ein supersymmetrisches Fermion Schatten-teilchen bisher noch in keinem Beschleuniger gefunden Wenn sie existieren haben sie sehr grosse Massen. Neutralino: Leichtestes stabiles supersymmetrisches neutrales Teilchen. Neutralinos lösen vielleicht Problem der Dunklen Materie

21 z=5 Computer Simulation mit heller und dunkler Materie Formierung von Galaxienhaufen

22 z=3 Computer Simulation mit heller und dunkler Materie Formierung von Galaxienhaufen

23 z=1 Computer Simulation mit heller und dunkler Materie Formierung von Galaxienhaufen

24 Computersimulation mit heller und dunkler Materie

25 DunkleMaterie: Weak Lensing Effekt Galaxien erscheinen vorzugsweise entlang der Filamente orientiert Effekt wurde gefunden

26 Generelle Ansicht

27 Zukunft des Universums: Kritische Dichte Messungen und Abschätzungen: Sichtbare etwa 5% und dunkle Materie etwa 30% der kritischen Dichte Expansionsgeschwindigkeit nimmt immer ab Vergangenheit: Urknall Big Bang

28 Zukunft des Universums Zukunft des Universums Art der Expansion in der Vergngenheit

29 Expansion des Universums: Entfernte rote Galaxien Unabhängige Entfernungsmessung gesucht Beobachter

30 Supernova Typ Ia Weißer Zwerg in Nachbarschaft von Riesenstern Alle Ia haben gleiche Leuchtkraft Klar definierte Masse bei Zündung

31 Standardkerzen Supernovae Ia haben alle die gleiche Leuchtkraft Von der beobachteten Helligkeit kann man auf die Entfernung schließen Der Vergleich mit der Rotverschiebung der umgebenden Galaxie erlaubt Schluß auf Expansion zum Zeitpunkt der Explosion

32 Helligkeitsvertlg als Fkt Rotversch.

33 Size of the Universe and its Age as a Function of the Matter Density and of Dark Energy in Units of the Critical Density Accelerating Expansion Contracting Universe

34 Fluktuationen der Kosmischen Mikrow. Hintergrundes (2002) 34

35 Ausdehnung bekannt Krümmung des Universums x x x Ω > 1 Ω = 1 Ω < 1 WMAP 2002 : Ω = 1.00 ±

36 Anisotropie und Krümmung Beobachtete Fluktuationen 36

37 Results of Supernovae Typ Ia und von Hintergrundstahlung Figur A2.4 Ω Λ als Fkt. von Ω M. Ω Λ + Ω M = 1 (Hintergrund)und d beschleunigtes Universum WL + WM = 1 und beschleunigtes (Supernovae Universum Ia).

38 2dF IS SENSITIVE TO Ω m : Ω = 0.27 ± Ω m

39

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42 Size of the Universe and its Age as a Function of the Matter Density and of Dark Energy in Units of the Critical Density Accelerating Expansion Contracting Universe

43 Einsteins größte Eselei [Bei] De Sitter laufen zwei genügend voneinander entfernte materielle Punkte beschleunigt auseinander. Wenn schon keine quasi statische Welt, dann fort mit demkosmologischen Glied. Seien Sie herzlich gegrüsst von Ihrem A.Einstein

44 Masse im Universum Helle Materie Sichtbare Materie 0.5 % Normale Materie 5 % Dunkle Materie 30 % Dunkle Energie 65 %

45 Ursprung der kosmologischen Konstante?

46 5 % Atome, Nukleonen, Nachgewiesen durch gravitative Wirkung, vermutlich leichtestes super symmetrisches Tilh Teilchen, b keine Atome, ungeladen: 30% Bildet 65% der Energie des Universums, verursacht beschleunigte Expansion und Ende kosmologische Konstante, ist noch nicht verstanden

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