Modern kozmológia Horváth István NKE HHK Katonai Logisztikai Intézet Természettudományi Tanszék Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
2015 a fény nemzetközi éve • 1015 Ibn Al-Haytham optika • 1815 Fresnel fény hullámelmélete • 1865 Maxwell egyenletek
• 1905 foton, Einstein • 1915 általános relativitáselmélet, Einstein • 1965 Penzias, Wilson, háttérsugárzás Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
XVII. sz. a modern tudomány sz.
Galilei Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
Newton
1800: W. Herschel,
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
4
Galaxisunk „rekonstruált” képe
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
5
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
6
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
7
Hubble 1923-ban kimutatja, hogy az Androméda-köd
minden kétséget kizáróan Tejútrendszeren kívüli objektum
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
8
Androméda galaxis
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
9
Hubble törvény (1929)
v=Hr 1 pc 3,26 fé 3·1013 km
1 Mpc 3·1016 km Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
10
Hubble idő és a Világ kora a standard modellben
• Hubble állandó Hubble idő kora • • • • • • • •
H km/sMpc 50 65 70 75 100 500
a Világegyetem
1/H Gyr 19,5 15
2/3H Gyr 13,04 10,0 9,3 8,7 6,52 1,3
9,8 2 Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
11
Táguló Világegyetem
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
12
1948: Az amerikai Gamow és Alpher kidolgozzák az ősrobbanás elméletét. Tízezer, esetleg 1 millió évvel az ősrobbanás után az Univerzum annyira lehűlt, hogy benne az anyag domináljon a sugárzás helyett. Azért a sugárzási energia maradványai is fellelhetők mintegy 5 Kelvines sugárzás formájában. Ez a jóslat igaznak bizonyult, mert Penzias és Wilson valóban talált majdnem ilyen hőmérsékletű maradványsugárzást. Nobel-dij 1978!
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
13
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
14
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
15
Általános relativitáselmélet Einstein egyenletek
Friedmann megoldás
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
16
Friedmann egyenletek
a lassulási paraméter
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
17
Mint a feldobott kő gravitációs térben (Holdon). k = 0 és Λ = 0 esetén a kritikus sűrűség
• fotonokra wi = 1/3 • nemrelativisztikus • anyagra wi = 0
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
18
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
19
„történet” I. • 1938 Walter Baade: SN távolság indikátor • 1983 Nobel-díj • Chandrasekhar, csillagfejlődés (1,4 naptömeg) • Fowler magfúzió a Világegyetemben (SN Ia) • 80-as évek dán-britt 1,5 m távcső • 2 év alatt 2 távoli SN, abból egy Ia z=0.31 Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
20
Távoli szupernóvák a HST felvételein (NASA)
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
21
Ia típusú szupernovák
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
22
[email protected]
10/9/2011 8:59 du.
Az Ia tipusu szupernovak (SN Ia) eszlelt fenyessege nem allando, a maximalis abszolut fenyesseguk 2 magnitudoval is elterhet egymastol. Ezert is helytelen az SN Ia-kat "sztenderd gyertyanak" nevezni, pontosabb kifejezes lenne a sztenderdizalhato gyertya Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
23
„történet” II. • 1988 Saul Perlmutter (Lawrence Berkeley National Laboratory) • Supernova Cosmology Project (első nagy z 1992)
• 1993 Hamuy és Mark Phillips standardizál • 1994 Schmidt és Robert Kirshner • High-z Supernova Search Team • „The HZT article is based on observations of 16 SNe Ia mainly analyzed by Adam Riess” Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
24
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
25
A CGRO előtt több műszer 300-400 GRB-t látott. CGRO 2700 GRB + 1300 nem triggerelt 1991-2000.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
26
26
Az ún. logN-logS ábra. Homogén esetben -1,5 a meredeksége az eloszlásnak.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
27
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
BeppoSAX fellövés 1996.
az első utófény ( z = 0,7 )
1996 magyar eredmény a GRB-k távol vannak z=1-4 akár több is. Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
29
A SWIFT egyre távolabbiakat „lát”. 2004 .
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
30
30
GLAST (2008 - ) átnevezték FERMIre
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
31
31
z eloszlás hosszúakra és rövidekre 16
ALL BURSTS SHORT BURSTS
NUMBER OF BURSTS
12
8
4
0 0
1
2
3 4 REDSHIFT, z
5
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
6 32
32
Rövid villanás, ami gammában mindennél fényesebb.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
33
33
Külső és belső lökéshullám -rays
Belső motor
v~c szél
utófény
belső lh
külső lh
A belső motort nem lehet megfigyelni. A gamma sugarak hordoznak a legtöbb információt róla.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
34
34
jetre utaló jel GRB 990510
t-0.82
Akromatikus törés a fénygörbében Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
tjet=1.2 d
35
t-2.18
Harrison et al. (1999)
Hosszú GRBk “kollapszárok”-ból
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
36
36
Kollapszár (folytatás)
13-05-07
Készítette: Prof. Dr. Horváth István 2013 ASZTROFIZIKA A LÉGKÖRÖN TÚLRÓL Budapest, 2015. november 24.
37
37
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
38
GRB091127: SN 2009nz, z = 0.490 XRF 100316: SN 2010bh, z =0.0591 GRB120422A: SN 2012bz, z=0.283 Mind SN Ic szupernova Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
39
39
2011 évi Fizikai Nobel-díj
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
40
40
Hubble Diagram Ia szupernovákkal és GRBkkel z=1.4
Concordance model
→ GRB high-z “data” , obtained from the calibrated GRB “standard” candles SN1997ff (z = 1.755) → GRB low-z “data”, interpolated from SN Ia data
→ SNe Ia data (Davis et al. 2007),
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
41
41
Égi eloszlás. Izotrop?
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
42
Vavrek et al. MNRAS 391, 1741, 2008 • Long1 izotróp • Long2 izotróp • • • •
Anizotróp Interm. 98,51% Short1 99,90% Short2 99,98% Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
43
Égi eloszlás 283 ismert távolságú GRB-re.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
44
31 GRB z = 1,6 és 2,1 között.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
45
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
46
A Világegyetem egy szelete, 1-2 milliárd fényéves környezetünkben (z < 0.2)
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
Geller és Huchra „Nagy Fal" 1989, z~0,03 ~ 200 Mpc Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
48
2003 Sloan Nagy Fal, z~0,073 ~ 450 Mpc
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
49
Huge-LQG, 73 QSO, z ~ 1,2-1,3 ~ 500-800 Mpc
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
50
Gamma-kitörések • z ~ 1,6 - 2,1
15-19 GRBs
• méret ~ 2000 Mpc
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
51
Égi spirál?
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
Köszönöm a figyelmet
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
53
Rövid kitörések modellje.
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
54
54
Készítette: Prof. Dr. Horváth István Budapest, 2015. november 24.
