Het Uitdijend Heelal

1
Het Uitdijend Heelal

• Prof.dr. Paul Groot
• Afdeling Sterrenkunde, IMAPP
• Radboud Universiteit Nijmegen

2
Het Uitdijend Heelal

• Tijd
• De lichtsnelheid
• Afstand en Leegte
• Het Versneld Uitdijend Heelal

Eindigt het Heelal in de diepvries?
3
ITijd

• Tijd wordt afgemeten aan veranderingen

4
Menselijke Tijd
5
Zonnetijd
Jaarlijkse beweging Dagelijkse beweging
6
Zonnetijd ? Mechanische tijd
Christiaan Huygens Slingeruurwerk 1656
John Harrison H4 1759
7
Een slechte klok
8
De seconde

• Al bij de Babyloniers een bekende eenheid
• maar pas in de Middeleeuwen door astronomen
• gedefinieerd

1 seconde 1/60 van 1/60 van het uur 1/3600 uur
Met entree van het slingeruurwerk 1 seconde is
slingertijd van klok met slingerlengte van 0.994m
9
De Moderne Seconde
Na de uitvinding van de atoomklok
1 seconde is de duur van 9 192 631 770 golf
perioden van de hyperfijn overgang in het
Cesium-133 atoom
10
II De lichtsnelheid
c 299 792 458 meter per seconde
Historisch Øle Roemer Io en Jupiter
11
II De lichtsnelheid
c c
Maxwell, Lorentz, Einstein De lichtsnelheid is
altijd constant, ongeacht de snelheid van het
uitzendende voorwerp.
12
Relativiteitstheorie
Maxwell, Lorentz, Einstein Combineer cc met
'elke waarnemer moet hetzelfde zien' speciale
relativiteitstheorie. o.a.
Bewegende klokken lopen trager! De duur van
een seconde hangt af van de waarnemer
13
Tijdskegels
ct
Beweging van licht xc ct
xv vt wereldlijn
lichtkegel
Niet toegestaan
Niet toegestaan
x
Informatie kan maximaal met de lichtsnelheid
reizen vinf c vt ct
xv vt ct xc ? xv xc
14
Causaliteit
ct
A'
A
Pas hier weet A' wat er bij B is gebeurd
B
Pas hier weet A wat er bij B is gebeurd
Pas hier weet B wat er bij A is gebeurd
x
Snelle klokken lopen traag, en hoe sneller hoe
trager!
15
3. Afstand en Leegte
Afstanden uitgedrukt in lichteenheden x c
t bv 1 lichtseconde c 1 seconde ? 300 000
km
Maan
Aarde
1,2 lichtseconde
1 lichtminuut c 60 seconden ? 18 miljoen km
Zon
8.3 lichtminuten
Aarde
16
3. Afstand en Leegte
Afstanden uitgedrukt in lichteenheden x c
t bv 1 lichtjaar c p 107 seconden ? 9.4
1012 km
Afstand Zon- Proxima Centauri 4.22 lichtjaar.
17
Ver weg Lang geleden
Andromeda nevel 2 miljoen lichtjaar, i.e. licht
is 2 miljoen jaar 'oud'
18
Heel ver weg Heel lang geleden
Het Hubble UltraDeep Field sterrenstelsels op 12
miljard lichtjaar
19
Het Uitdijend Heelal
Island Universes
Edwin Hubble (1889-1953)
100 inch Hooker Telescope
20
De Wet van Hubble
V H0 D H0 72 km/s/Mpc
21
Een uitdijend heelal
22
De hete Oerknal
Als het Heelal nu groot en koud is, en uitdijt
vroeger kleiner en heter
Grootte, Temperatuur
Nu
Tijd
Straling en materie ontkoppelen
23
De achtergrond straling
24
De achtergrond straling
Penzias Wilson, 1964
Dicke
25
De achtergrond straling
Verschil tussen heet (rood) en koud (blauw) lt
10-4 K
26
De toekomst van het Heelal
Heelal is vlak precies genoeg massa-energie om
uitdijing in het oneindige te stoppen
27
De toekomst van het Heelal
Maar het heelal dijt op dit moment wel versneld
uit
28
Waar bestaat het Heelal uit?
Wij, en alles dat we kennen
96 van het Heelal bestaat uit onbekende
materie-energie
29
Conclusies

• Er is genoeg te doen we missen 96 van het
  Heelal
• Gewone materie is slechts klein deel van alles
• Het heelal dijt op dit moment versneld uit, maar
  lijkt
• wel vlak te zijn.
• Het heelal eindigt uiteindelijk als zeer leeg
• en heel koud de diepvries

Gelukkig is de Aarde en de mensheid allang
daarvoor verschroeid door een opzwellende Zon.