Dark Side of the Universe

Transcriptie

1

2

3

4 Dark Side of the Universe Dark Matter, Dark Energy, and the Fate of the Cosmos Iain Nicolson 2007, John Hopkins

5 What gets us into trouble is not what we don t know. It s what we know for sure that just aint so. - Mark Twain

6 a

7 a Of : Donkere Materie is een illusie. Gemodificeerde zwaartekracht is de verklaring. MOND (Modified Newtonion Dynamics) a Mark Twain

8

9

10 en uitdijen!

11 Ludwig Wittgenstein Tractatus logico-philosophicus

12

13 Gμν = 8πGTμν (Einstein s Relativiteitstheorie) Gμν + Λ g μν = 8πGTμν Gμν: krommings-tensor Tμν: stress-energie tensor G: Newton s constante Λ: kosmologische constante g μν : ruimte-tijd (metrische) tensor

14 Waarnemingen Donkere nachthemel Roodverschuiving Achtergrondstraling Rotatie sterrenstelsels

15 Dark Side Kosmologie of the Universe Dark Matter, Dark Energy, and the Fate of the Cosmos Iain Nicolson 2007, John Hopkins

16

17

18

19

20

21

22

23

24 Wat was er vóór de Big Bang?

25 2008 Springer-Verlag

26 tijd ruimte Pad van een sterrenstelsel Grens van het zichtbare heelal Ruimte en tijd ontstonden tijdens de Big Bang Ruimte en tijd bestonden voor de Big Bang ook al; het is een doorgangsfase

27

28 Uitgave: 2006

29 Éen van de mogelijkheden om de extra dimensies in string-theorie te compactificeren tot een bepaalde Calabi-Yau geometrie Calabi-Yau topologische ruimte

30

31 Roodverschuiving door uitdijen van de ruimte

32 Ruimte die uitdijt, dat geeft een beetje een o n b e h a g e l i j k g e v o e l. Is ruimte dan absoluut? En waarom spreken we dan van Relativiteitstheorie? Einstein sprak liever over: Theory of invariants

33 De onzekerheid over de interpretatie en de betekenis van ruimte bestaat al millennia. O.a. Zeno en Aristoteles in de oudheid en later Leibniz, Newton, Mach en Einstein hebben er allemaal mee geworsteld.

34 De onzekerheid over de interpretatie en de betekenis van ruimte bestaat al millennia. O.a. Zeno en Aristoteles in de oudheid en later Leibniz, Newton, Mach en Einstein hebben er allemaal mee geworsteld. Einstein zei eens dat er grote onzekerheid bestaat over de interpretatie van het begrip ruimte.

35 Einstein schreef in 1920: According to the general theory of relativity space without ether is unthinkable Aan het eind van zijn leven schreef hij: Acceleration relative to general relativity s spacetime is relational..it is accelaration relative to the gravitational field

36 ABSOLUUT Substantialisme (stoffelijkheid) RELATIONEEL Relationisme (relativiteit)

37 ABSOLUUT Substantialisme (stoffelijkheid) Het is een vast nietbewegend raamwerk (Newton) RELATIONEEL Relationisme (relativiteit) Er bestaan alleen maar interacties tussen velden en deeltjes

38 ABSOLUUT Substantialisme (stoffelijkheid) Het is een vast nietbewegend raamwerk (Newton) Ruimtetijd is een entiteit (zijnsvorm) (Einstein!) RELATIONEEL Relationisme (relativiteit) Er bestaan alleen maar interacties tussen velden en deeltjes Plaatsbepaling van deeltjes kan alleen maar ten opzichte van elkaar (Leibniz)

39 Naakt een trap afdalend, no. 2, 1912 door Marcel Duchamp Werd hij geïnspireerd door het concept ruimtetijd uit de relativiteitstheorie?

40 Einstein ontdekte, toen hij de Speciale Relativiteitstheorie ontwikkelde, dat: ruimte en tijd zijn niet absoluut, ruimtetijd wel.

41 De variabele kromming van de ruimtetijd maakt het vaststellen van een globaal (overal in de ruimte geldig) inertiaal coördinatenstelsel onmogelijk. In kleine gebieden van ons heelal kunnen wel dynamische inertiaal-stelsels worden bepaald, de coördinaten daarvan hangen af van de dynamische (zwaartekrachts)velden in dat gebied.

42 Einstein s ontdekking was: Newton s ruimtetijd = Het zwaartekrachtsveld Je kan twee kanten op (het is een kwestie van smaak): 1) Er is geen ruimtetijd, er is alleen een zwaartekrachtsveld 2) Er is geen zwaartekrachtsveld, er is alleen een dynamische ruimtetijd (Dit is de gebruikelijke zienswijze) De dynamische ruimtetijd staat wel ver af van Newton s ruimte, waarvan de coördinaten zich als een onveranderlijk en onbegrensd raamwerk oneindig uitstrekken.

43

44 Het veld zelf is stoffelijk, en geen eigenschap van een medium

45

46 The Fabric of the Cosmos? Is de Ether dan terug van weggeweest? Ja, weliswaar niet in zijn oorspronkelijke vorm, maar de belangrijkste quantumzwaartekracht-theorieën postuleren wel een structuur voor de ruimtetijd op microschaal 1) Loop Quantum Gravity 2) String theorie 3) Causal Dynamical Triangulations

47 Het weefsel van de cosmos? Is de Ether dan terug van weggeweest? Ja, weliswaar niet in zijn oorspronkelijke vorm, maar de belangrijkste quantumzwaartekracht-theorieën postuleren wel een structuur voor de ruimtetijd op microschaal 1) Loop Quantum Gravity 2) String theorie 3) Causal Dynamical Triangulations

48 Quantum Gravity theorieën postuleren: niet alleen materie bestaat uit ondeelbare elementaire deeltjes maar ook ruimte en tijd.

49 (Higgs fields, inflaton field) Uit: The Lightness of Being Frank Wilczek

50

51

52

53 Versnelde expansie Met donkere energie

54

55 (= flat space-time) Dus met donkere energie!

56

57

58

59 a Of misschien: Donkere Materie is een illusie. Gemodificeerde zwaartekracht is de verklaring. MOND (Modified Newtonion Dynamics) a Mark Twain

60

61

62

63 Modificatie van de Algemene Relativiteitstheorie door Bekenstein: TeVeS (Tensor Vector Scalar veldentheorie). Voor zeer lage versnelling (a<10-10 m/s 2 ): MOND Extra gravitatiebuiging van het licht door vectorveld Voorspellingen voor kosmologische waarnemingen: - Géén donkere materie! - 78% donkere energie - 17% neutrino s - 5% gewone materie

64 Artikel uit de Scientific American van maart 2005

65 ..

66

67 ..

68 .

69 Alle materie buiten de horizon heeft een snelheid (ten opzichte van de centrale as) die groter is dan de lichtsnelheid

70 ...

71 ..

72

73

74 ..

75

76 ..

77

78 . Ja Nee

79

80 Vier van 25 voorbeelden van misvattingen in de literatuur