Universum nu - animationer

Universum nu – sammandrag
Thomas Hackman
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
1
Universum nu

Vad är viktigt?




Helheter
Begrepp
Att förstå figurer
Vad är mindre
viktigt?


Detaljer
Formler
HR-diagram för 23000 stjärnor från bl.a.
Hipparcos catalogen (R. Powell)
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
2
2.3 Optiska teleskop
Nordiska optiska teleskopet, 2.6 m
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
3
2.4 Radioteleskop
APPEX och
Arecibo
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
4
2.7 Rymdteleskop
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
5
2.11 Avståndsmätning





Radar: Bara inom solsystemet
Trigonometrisk parallax:
Vintergatans stjärnor upp till
några hundra pc
Statistisk parallax: Vintergatans
stjärnor
Fotometrisk avståndsmätning:
Med hjälp av standardljus ända
till avlägsna galaxer
Rödförskjutning: Avlägsna
galaxer
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
6
3.2 – 3.3 Planetjämförelse

Terrestriella planeter:



Radie: 2400 – 6400 km
Avstånd från solen: < 2 AU
Struktur:






Kärna: Metall
Mantel: Silikater
Fast yta
Tunn atmosfär
Densitet: 3900–5500 km/m3
0 – 2 månar

Jätteplaneter:



Radie: 25000 -70000 km
Avstånd från solen: > 5 AU
Struktur:






Kärna: Ingen el. silikater
Tjock atmosfär
Mest väte och hemlium
Densitet: 700–1700 km/m3
> 13 månar
Ringar
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
7
3.6 Andra planetsystem

Stjärnan och
planeten rör sig
kring systemets
massmedelpunkt a
periodisk Dopplerförskjutning
Animationer: Wikipedia och Calcada/ESO
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
8
3.7 Förutsättningar för jordens liv








Lämplig mängd olika grundämnen
Lämplig och jämn temperatur under lång tid
Lämplig atmosfär
Lämplig planetskorpa
Tillräckligt med vatten
Inte för mycket farlig strålning
Inte för mycket komet- och asteroidträffar
samt andra katastrofer
Evolution
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
9
4.4.1 Uppkomsten av stjärnor




Ett interstellärt
molmfragment
komprimeras
a protostjärna
a PMS –stjärna
a huvudserie-stjärna
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
10
4.4 Stjärnors utveckling
 Tidsskalor:
 Dynamiska tidsskalan =
12
3
 d  R0 / GM
”fritt fall”:
GM 2
 Termiska tidsskalan =
t 
2 RL
strålar gravtationsenergi
 Nukleära tidsskala =
 n  0.007  0.1 Mc 2 L
strålar nukleär energi
 n >> t >> d
 Utvecklingen framställs
ofta i HR-diagram

Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011

11
4.4 En sol-liknande stjärnas utveckling
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
12
4.8 HR-diagram för stjärnhopar
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
13
6.1 Vintergatans struktur

Vintergatan sett ”från sidan”
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
14
6.1 Vintergatans struktur


Vintergatan sett
uppfrån
(baserat på
Spitzer Space
Telescope:s
observationer
(NASA/JPL))
Solen är här
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
15
6.4 Hubbles stämgaffel
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
16
7.1 Homogent och isotropiskt universum

Panorama i infrarött över hela himmelen visar
distributionen av galaxer (T. Jarrett, IPAC/Caltech)
Färgen indikerar rödförskjutning dvs. avstånd
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
17
7. Olbers paradox

Oändligt universum
=>



I varenda riktning en
stjärna
Stjärnornas antal
inom radien R
proportionellt mot R3
Varje stjärnas ljus
minskar omvänt
proportionellt mot R2
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
18
7. Rödförskjutningen

Avstånd vs.
radialhastighet
för galaxer och
galaxhopar
(Hubble &
Humason 1931)
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
19
7.1 Universums struktur

Nuvarande
observationer:



Universum öppet
Densiteten nära
den kritiska
Utvidgningen
accelererar p.g.a.
”mörk energi”
Bild: NASA
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
20
7.2 Big bang -teorin


Universum
uppkom för ca
13,7 miljarder år
sedan ur ett
tillstånd av
extremt hög
temperatur och
densitet
Universum
utvidgas
Bild: Wikipedia
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
21
7.2 Universums utvidgning
Bild: Universe
review

Inflationsepoken => homogent, isotropiskt
och ”platt” universum
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
22
7.2 Bakgrundsstrålningen

Wilkinson Microwave Anisotropy Probe =
WMAP: Karta över bakgrundsstrålningen
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
23
7.2 Universums historia
NASA/WMAP Science Team
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
24
7.2 Universums expansion

Universums expansion för olika densiteter
Thomas Hackman: Universum nu sammandrag 2011
25