Your SlideShare is downloading. ×
0
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
10 1-oerknal
Upcoming SlideShare
Loading in...5
×

Thanks for flagging this SlideShare!

Oops! An error has occurred.

×
Saving this for later? Get the SlideShare app to save on your phone or tablet. Read anywhere, anytime – even offline.
Text the download link to your phone
Standard text messaging rates apply

10 1-oerknal

502

Published on

0 Comments
0 Likes
Statistics
Notes
  • Be the first to comment

  • Be the first to like this

No Downloads
Views
Total Views
502
On Slideshare
0
From Embeds
0
Number of Embeds
2
Actions
Shares
0
Downloads
14
Comments
0
Likes
0
Embeds 0
No embeds

Report content
Flagged as inappropriate Flag as inappropriate
Flag as inappropriate

Select your reason for flagging this presentation as inappropriate.

Cancel
No notes for slide

Transcript

  • 1. TOEN HET LICHT KWAMTOEN HET LICHT KWAMHoe ontstond de oerknalHoe ontstond de oerknalC. de JagerC. de Jager
  • 2. Edwin Hubble (1889 – 1953)Edwin Hubble (1889 – 1953)
  • 3. Hubble’s probleem: wat is eenHubble’s probleem: wat is eenspiraal”nevel” ?spiraal”nevel” ?
  • 4. Dieper in het heelal: veel meer!Dieper in het heelal: veel meer!Ca. 100 miljard stelsels in het heelalCa. 100 miljard stelsels in het heelal
  • 5. Dichtbij of veraf? Hoe ver wel?Dichtbij of veraf? Hoe ver wel?
  • 6. Slipher Hubble, HumasonSlipher Hubble, Humason(Mt Wilson sterrenwacht)(Mt Wilson sterrenwacht)• Slipher kon van ca. 40 ver gelegen spiraalnevelsSlipher kon van ca. 40 ver gelegen spiraalnevelsde verwijderingsnelheid meten; methode:de verwijderingsnelheid meten; methode:bepaal de verplaatsing van de spectraallijnenbepaal de verplaatsing van de spectraallijnen• Hubble en Humason bevestigden Slipher’sHubble en Humason bevestigden Slipher’svondst: sterk rood verschoven spectra; devondst: sterk rood verschoven spectra; demeesten blijken zich van ons temeesten blijken zich van ons te verwijderenverwijderen!!• Daarna bepaalde Hubble de afstanden van dieDaarna bepaalde Hubble de afstanden van diestelsels: destelsels: de expansie van het heelalexpansie van het heelal ontdekt!ontdekt!• Deze ontdekking stamt uit 1929, maar deDeze ontdekking stamt uit 1929, maar demetingen van de verwijderingsnelheid waren almetingen van de verwijderingsnelheid waren aleerder bekendeerder bekend
  • 7. Hubble’s relatie afstand - snelheidHubble’s relatie afstand - snelheid (1929)(1929)Toonde dat het heelal uitzet!Toonde dat het heelal uitzet!
  • 8. Latere, meer gedetailleerde versieLatere, meer gedetailleerde versie
  • 9. Georges LemaGeorges Lemaîître (1894 - 1966)tre (1894 - 1966)• Speculeerde twee jaar vóór Hubble dat hetSpeculeerde twee jaar vóór Hubble dat hetHeelal uitzet (op grond van eerdere metingenHeelal uitzet (op grond van eerdere metingenvan Hubble en de theorie van Einstein, gewijzigdvan Hubble en de theorie van Einstein, gewijzigddoor Friedmann en De Sitter)door Friedmann en De Sitter)• 1931: theorie - het Heelal begon heel klein1931: theorie - het Heelal begon heel klein• 1946: hypothese: oeratoom1946: hypothese: oeratoom (l’atome primitif)(l’atome primitif)• 1948: idee verder uitgewerkt door Gamow1948: idee verder uitgewerkt door Gamow• Deze stelde: het oerheelal moet aanvankelijk ergDeze stelde: het oerheelal moet aanvankelijk ergheet zijn geweest; koelde al expanderend afheet zijn geweest; koelde al expanderend af
  • 10. Het model van LemaHet model van Lemaîître - Gamowtre - Gamow
  • 11. DE OERKNALDE OERKNAL““De dag zonder gisteren”De dag zonder gisteren”(Lema(Lemaîître)tre)Wat gebeurde toen?Wat gebeurde toen?
  • 12. Schijnbare zijstap: een zwart gatSchijnbare zijstap: een zwart gat• Zwart gat is een zodanig samengeperst stuk materie datZwart gat is een zodanig samengeperst stuk materie datde aantrekking ervan verhindert dat licht hieruit ontsnaptde aantrekking ervan verhindert dat licht hieruit ontsnapt• Ontsnappingsnelheid VOntsnappingsnelheid V∞∞• Schrijf massa M in grammen en straal R in cm dan isSchrijf massa M in grammen en straal R in cm dan is• VV∞∞ == √√ (2GM/R), waarin G = gravitatie constante = 6,67(2GM/R), waarin G = gravitatie constante = 6,671010 -8-8dynes cmdynes cm -2-2gg -2-2• Als VAls V∞∞ = c (snelheid van het licht = 300.000 km/sec) dan= c (snelheid van het licht = 300.000 km/sec) danhebben we te doen met een zwart gathebben we te doen met een zwart gat
  • 13. Zwarte gatenZwarte gaten• Als de zon tot een bol van 3 km wordtAls de zon tot een bol van 3 km wordtsamengeperst dan is dit een zwart gatsamengeperst dan is dit een zwart gat• De Mt. Everest in één nanometer: idemDe Mt. Everest in één nanometer: idem• Formule: diameter D = 2,96 10Formule: diameter D = 2,96 10-27-27M, waarbijM, waarbijD in meters en massa M in kgD in meters en massa M in kg
  • 14. Lichtgolf en lichtdeeltje (foton)Lichtgolf en lichtdeeltje (foton)• Licht heeft een duaal karakter – het is eenLicht heeft een duaal karakter – het is eendeeltje maar ook een golfbewegingdeeltje maar ook een golfbeweging• Het lichtdeeltje heeft afmeting, dit isHet lichtdeeltje heeft afmeting, dit isongeveer de golflengteongeveer de golflengte λλ• Licht heeft ook energie (ELicht heeft ook energie (E fotonfoton ):):• EE fotonfoton = 1,99 10= 1,99 10-18-18// λλ ergerg= 1,24 10= 1,24 10-6-6// λλ eV (= elektron Volt; een veeleV (= elektron Volt; een veelgebruikte eenheid van energie)gebruikte eenheid van energie)
  • 15. Een vreemde vraag:Een vreemde vraag:Kan een foton een zwart gat zijn?Kan een foton een zwart gat zijn?Dus: zoek relatie middellijn enDus: zoek relatie middellijn enmassa voor fotonmassa voor foton
  • 16. Antwoord is bevestigend – of nietAntwoord is bevestigend – of niet• Foton heeft een afmeting: golflengteFoton heeft een afmeting: golflengte λλ
  • 17. Antwoord is bevestigend – of nietAntwoord is bevestigend – of niet• Foton heeft een afmeting: golflengteFoton heeft een afmeting: golflengte λλ• Foton heeft energie = 1,99 10Foton heeft energie = 1,99 10-25-25// λλ JJ
  • 18. Antwoord is bevestigend – of nietAntwoord is bevestigend – of niet• Foton heeft een afmeting: golflengteFoton heeft een afmeting: golflengte λλ• Foton energie: EFoton energie: E fotonfoton = 1,99 10= 1,99 10-25-25// λλ JJ• Einstein: E = m cEinstein: E = m c22, met m = massa en c =, met m = massa en c =lichtsnelheidlichtsnelheid
  • 19. Antwoord is bevestigend – of nietAntwoord is bevestigend – of niet• Foton heeft een afmeting: golflengteFoton heeft een afmeting: golflengte λλ• Foton energie: EFoton energie: E fotonfoton = 1,99 10= 1,99 10-25-25// λλ JJ• Einstein: E = m cEinstein: E = m c22, met m = massa en c =, met m = massa en c =lichtsnelheidlichtsnelheid• Foton is dus geassocieerd met eenFoton is dus geassocieerd met eenmassa: mmassa: mff = E / c= E / c22= ??= ??
  • 20. Antwoord is dus bevestigend:Antwoord is dus bevestigend:• Pas de formule voor diameter van eenPas de formule voor diameter van eenzwart gat toe op fotonen en wat blijkt?zwart gat toe op fotonen en wat blijkt?• Een foton is een zwart gat als deEen foton is een zwart gat als degolflengte is: 4,05golflengte is: 4,05 xx 1010-35-35mm• Men noemt deze lengte deMen noemt deze lengte de Planck lengtePlanck lengte• Deze korte golflengte komt overeen metDeze korte golflengte komt overeen meteen zeer grote energie: 2een zeer grote energie: 2 xx 101099Joule; dit isJoule; dit is1,21,2 xx 10102828eV (= elektron Volt)eV (= elektron Volt)
  • 21. Antwoord is ook ontkennend:Antwoord is ook ontkennend:• Als een foton een zwart gat is, of kleiner, dan isAls een foton een zwart gat is, of kleiner, dan ishet geen foton meer – het is een deeltje waaruithet geen foton meer – het is een deeltje waaruitgeen licht kan ontsnappengeen licht kan ontsnappen• Begrippen ‘golflengte’, ‘foton’, ‘afmeting’ enBegrippen ‘golflengte’, ‘foton’, ‘afmeting’ en‘massa’ verliezen zin bij een ‘lichtdeeltje’ dat,‘massa’ verliezen zin bij een ‘lichtdeeltje’ dat,kleiner dan de Planck lengte, geen ‘licht’ meer iskleiner dan de Planck lengte, geen ‘licht’ meer is• Dus: bij golflengten onder de Planck lengteDus: bij golflengten onder de Planck lengtehebben ‘licht’ en ‘deeltje’ geen betekenishebben ‘licht’ en ‘deeltje’ geen betekenis• Dit geldt ook voor de natuurkundige wetten, dieDit geldt ook voor de natuurkundige wetten, dieimmers gebaseerd zijn op begrippen zoalsimmers gebaseerd zijn op begrippen zoalsmassa, lengte, tijd, enz.massa, lengte, tijd, enz.
  • 22. Intermezzo: Planck eenhedenIntermezzo: Planck eenheden• Planck lengte = 4,05Planck lengte = 4,05 x 10x 10 -35-35metermeter• Planck massa = 5,46Planck massa = 5,46 x 10x 10 -8-8kilogramkilogram• Planck tijd = 1,35Planck tijd = 1,35 x 10x 10 -43-43secondeseconde• Planck energie =Planck energie = 22 x 10x 10 99JouleJoule• Planck temperatuur = 3,55Planck temperatuur = 3,55 x 10x 10 3232KelvinKelvin• En zo meer. Fundamenteel is deEn zo meer. Fundamenteel is de• Planck constante h = 6,63Planck constante h = 6,63 x 10x 10 -34-34Joule.secJoule.sec
  • 23. Nieuw begripNieuw begripKwantumfluktuatiesKwantumfluktuaties
  • 24. KwantumfluctuatiesKwantumfluctuaties• Heisenberg’sHeisenberg’s onzekerheidsrelatieonzekerheidsrelatie ::• Het product van de onzekerheden in tijdHet product van de onzekerheden in tijden in energie is groter des te korter heten in energie is groter des te korter hettijdinterval is;tijdinterval is; ΔΔE.E.ΔΔt < h/4t < h/4ππ• In tijdspannes korter dan de Planck-tijdIn tijdspannes korter dan de Planck-tijdkankan dusdus de energie zeer sterk variëren;de energie zeer sterk variëren;men noemt ditmen noemt dit kwantumfluctuatieskwantumfluctuaties
  • 25. Kwantumfluctuaties in vacuümKwantumfluctuaties in vacuüm• Een kwantumfluctuatie duurt niet langerEen kwantumfluctuatie duurt niet langerdan de Planck tijd: tdan de Planck tijd: tPP = 5,4= 5,4 xx 1010 - 44- 44secondeseconde• Ook in het absolute vacuüm zullenOok in het absolute vacuüm zullenzulke fluctuaties optredenzulke fluctuaties optreden• Dit kan leiden tot vorming en daaropDit kan leiden tot vorming en daaropvolgende annihilatie van deeltjes envolgende annihilatie van deeltjes enantideeltjesantideeltjes binnen de Planck-tijdbinnen de Planck-tijd
  • 26. Het ontstaan van energiebellenHet ontstaan van energiebellentijdens kwantumfluctuatiestijdens kwantumfluctuaties• DE kwantum fluctuaties leidt tot zeer korteDE kwantum fluctuaties leidt tot zeer kortevorming van energiebellenvorming van energiebellen• Een bel energie leidt tot de vorming vanEen bel energie leidt tot de vorming vaneen deeltje plus antideeltjeeen deeltje plus antideeltje• Binnen een Planck-tijd zijn ze weerBinnen een Planck-tijd zijn ze weerverdwenenverdwenen• Ook de tijd fluctueert, zowel positief alsOok de tijd fluctueert, zowel positief alsnegatief, in een Planck intervalnegatief, in een Planck interval
  • 27. Vorming en annihilatie binnen de Planck-tijd.Vorming en annihilatie binnen de Planck-tijd.Let op: ook fluctuaties in de tijdLet op: ook fluctuaties in de tijd
  • 28. Oerknal hypotheseOerknal hypothese• De hypothese: een uitzonderlijke fluctuatieDe hypothese: een uitzonderlijke fluctuatiein het absolute niets leidde tot de oerknalin het absolute niets leidde tot de oerknal• De energie van een Planck ‘deeltje’ komtDe energie van een Planck ‘deeltje’ komtovereen met een temperatuur van 10overeen met een temperatuur van 103232Kelvin (want 1 eV ~ 11600 K ~ 10Kelvin (want 1 eV ~ 11600 K ~ 1044K)K)• Dit was de vermoedelijke temperatuurDit was de vermoedelijke temperatuurdirect na de oerknaldirect na de oerknal
  • 29. ACHTEREENVOLGENDEACHTEREENVOLGENDEEPISODEN IN DE EERSTEEPISODEN IN DE EERSTE(MICRO-)SECONDE(MICRO-)SECONDE1.1. De Planck episodeDe Planck episode2.2. InflatieInflatie3.3. DeeltjesvormingDeeltjesvorming
  • 30. 1. DE PLANCK EPISODE1. DE PLANCK EPISODE• De periode waarin de relativiteitstheorie (theorieDe periode waarin de relativiteitstheorie (theorievan structuren en zwaartekracht in het heelal)van structuren en zwaartekracht in het heelal)en de kwantummechanica (theorie van heten de kwantummechanica (theorie van hetkleinste en puntvormige) onverenigbaar zijnkleinste en puntvormige) onverenigbaar zijn• Ook de periode waarin het begrip ‘kracht’ niet teOok de periode waarin het begrip ‘kracht’ niet tedefiniëren is, omdat de natuurkundige wetten datdefiniëren is, omdat de natuurkundige wetten datniet zijnniet zijn• Voorgestelde oplossingen: geen trillendeVoorgestelde oplossingen: geen trillendedeeltjes maar trillende snaartjes en ‘branen’deeltjes maar trillende snaartjes en ‘branen’(trillende vlakjes): de ‘snaartheorie’(trillende vlakjes): de ‘snaartheorie’• Deze hypothese is nog niet bevestigdDeze hypothese is nog niet bevestigd
  • 31. Krachten na de oerknalKrachten na de oerknal• Er zijn vier krachten werkzaam in de natuur; nietEr zijn vier krachten werkzaam in de natuur; nietmeer!meer!• 1. De zwakste kracht: zwaartekracht1. De zwakste kracht: zwaartekracht• 2. elektromagnetische kracht2. elektromagnetische kracht• 3. de zwakke kernkracht3. de zwakke kernkracht• 4. de sterke kernkracht4. de sterke kernkracht• Alle krachten die we in de natuur waarnemen,Alle krachten die we in de natuur waarnemen,zijn te herleiden tot één van deze vierzijn te herleiden tot één van deze vier
  • 32. Vereniging van krachten ?Vereniging van krachten ?• Maxwell (ca. 1850): verenigde elektrische enMaxwell (ca. 1850): verenigde elektrische enmagnetische krachten tot één: demagnetische krachten tot één: deelektromagnetische krachtelektromagnetische kracht• Dat is een intrigerend voorbeeld!Dat is een intrigerend voorbeeld!• Vraag: kunnen de drie andere krachten hiermeeVraag: kunnen de drie andere krachten hiermeeverenigd worden tot één? De Grote Universeleverenigd worden tot één? De Grote UniverseleTheorie (GUT) !Theorie (GUT) !• Schijnt te kunnen bij zeer grote energieën in hetSchijnt te kunnen bij zeer grote energieën in hetheelal; daar wordt hard aan gewerkt!heelal; daar wordt hard aan gewerkt!
  • 33. Aanvankelijk scenario: krachten zijn evenAanvankelijk scenario: krachten zijn evensterk en verenigd bij zeer grote energieënsterk en verenigd bij zeer grote energieën((10101616GeV = 10GeV = 102525eV = 10eV = 102929K)K)
  • 34. Verbeterd: bij < 2Verbeterd: bij < 2 xx 10101111eV zijneV zijntwee van de vier reeds gescheidentwee van de vier reeds gescheiden
  • 35. Afscheiding van zwaartekrachtAfscheiding van zwaartekracht• Hypothese: tijdens de oerknal in deHypothese: tijdens de oerknal in dePlanck fase werd de zwaartekracht van dePlanck fase werd de zwaartekracht van deoverige krachten gescheidenoverige krachten gescheiden• Daarbij kwam de (latente) energie vrij dieDaarbij kwam de (latente) energie vrij diede zwaartekracht aan die krachtende zwaartekracht aan die krachtengebonden hieldgebonden hield• Dit leidde tot het begin van de expansieDit leidde tot het begin van de expansievan het heelalvan het heelal
  • 36. Toen kwam het lichtToen kwam het licht• Tijdens en direct na de oerknal bestondTijdens en direct na de oerknal bestondhet heelal uitsluitend uit stralinghet heelal uitsluitend uit straling• Materie kon (nog) niet gevormd wordenMaterie kon (nog) niet gevormd worden• Die straling zou voor onze ogen nietDie straling zou voor onze ogen nietzichtbaar zijn: want ze was van enormzichtbaar zijn: want ze was van enormkorte golflengte en grote energiekorte golflengte en grote energie
  • 37. 2. KORTDURENDE PERIODE VAN2. KORTDURENDE PERIODE VANINFLATIEINFLATIE• Na 10Na 10-35-35seconde werd de sterkeseconde werd de sterkekernkracht afgescheiden. De vrijkomendekernkracht afgescheiden. De vrijkomendebindingsenergie leidde tot zeer versneldebindingsenergie leidde tot zeer versneldeexpansie van het heelal: deexpansie van het heelal: de inflatieinflatie..• De periode van de inflatie duurde tot ca.De periode van de inflatie duurde tot ca.1010-32-32secondeseconde
  • 38. Snelle groei tijdens inflatieSnelle groei tijdens inflatie• In die periode moet de omvang van hetIn die periode moet de omvang van hetheelal gegroeid zijn tot ca. 10 tot 20 cm!heelal gegroeid zijn tot ca. 10 tot 20 cm!Heelal reeds zo groot als een kokosnoot.Heelal reeds zo groot als een kokosnoot.• Expansiesnelheid was tijdens inflatie veelExpansiesnelheid was tijdens inflatie veelgroter dan de lichtsnelheid: degroter dan de lichtsnelheid: de ruimteruimteexpandeerde en nam materie met zichexpandeerde en nam materie met zichmeemee
  • 39. Het horizon probleem (1)Het horizon probleem (1)• Inflatie verklaart het ‘horizon probleem’:Inflatie verklaart het ‘horizon probleem’:• Waarneming toont dat in twee tegenoverWaarneming toont dat in twee tegenoverliggende richtingen het heelal vrijwel exactliggende richtingen het heelal vrijwel exactdezelfde temperatuur heeftdezelfde temperatuur heeft
  • 40. De kosmische microgolf achtergrond stralingDe kosmische microgolf achtergrond stralingN.B.: fluctuaties overdreven groot getekendN.B.: fluctuaties overdreven groot getekend
  • 41. Het horizon probleem (2)Het horizon probleem (2)• Temperatuurgelijkheid is alleen mogelijkTemperatuurgelijkheid is alleen mogelijkals die twee delen eens zo dicht bijeenals die twee delen eens zo dicht bijeenwaren dat ze (door een lichtstraal) kondenwaren dat ze (door een lichtstraal) kondencommunicerencommuniceren• Toch is de reistijd van een signaal tussenToch is de reistijd van een signaal tussendie twee tegenover liggende delen ca.die twee tegenover liggende delen ca.tweemaal de leeftijd van het heelal: hettweemaal de leeftijd van het heelal: het‘horizon probleem’.‘horizon probleem’.
  • 42. Inflatie lost het horizonprobleem opInflatie lost het horizonprobleem op• De communicatie tussen ‘verre’ delen vanDe communicatie tussen ‘verre’ delen vanhet oerheelal was wèl mogelijk vóór dehet oerheelal was wèl mogelijk vóór deinflatieinflatie• Zo tekent de huidige verdeling vanZo tekent de huidige verdeling vantemperaturen over het heelal nog steedstemperaturen over het heelal nog steedsde situatie van vóór de inflatiede situatie van vóór de inflatie• Dit is dus de periode vóór en tot 10Dit is dus de periode vóór en tot 10-35-35ss
  • 43. 3. EPISODE VAN3. EPISODE VANDEELTJESVORMINGDEELTJESVORMING• In alle theorieën moeten de krachten zichIn alle theorieën moeten de krachten zichgescheiden hebben toen de temperatuur gezaktgescheiden hebben toen de temperatuur gezaktwas tot 10was tot 101515K (na 10K (na 10-12-12seconde)seconde)• Daarna werd geleidelijk deeltjesvorming mogelijkDaarna werd geleidelijk deeltjesvorming mogelijk• Deeltjesvorming lijkt wat op condensatie: inDeeltjesvorming lijkt wat op condensatie: inwaterdamp boven 100 ºC zullen waterdruppelswaterdamp boven 100 ºC zullen waterdruppelsniet blijvend bestaan; onder die grens zijnniet blijvend bestaan; onder die grens zijndruppels stabielerdruppels stabieler
  • 44. Vorming van quarks en gluonenVorming van quarks en gluonen• Quarks zijn de bestanddelen van protonen en neutronen.Quarks zijn de bestanddelen van protonen en neutronen.Ze worden bijeengehouden door gluonenZe worden bijeengehouden door gluonen• Bij te hoge temperaturen zal de reactie: deeltje +Bij te hoge temperaturen zal de reactie: deeltje +antideeltje = twee gamma kwanten naar rechtsantideeltje = twee gamma kwanten naar rechtsoverheersen; het heelal bestaat uit stralingoverheersen; het heelal bestaat uit straling• Het omgekeerde proces: paarproductie treedt pas op bijHet omgekeerde proces: paarproductie treedt pas op bijlagere temperaturen; dan vormen deeltjes zichlagere temperaturen; dan vormen deeltjes zich• vorming van quarks en gluonen in de periode vanvorming van quarks en gluonen in de periode van1010-12-12tot 10tot 10-5-5secondeseconde• Dan is temperatuur tenslotte gezakt tot 3Dan is temperatuur tenslotte gezakt tot 3 xx 10101212KK
  • 45. DIT IS WELLICHTDIT IS WELLICHTTOETSBAAR!TOETSBAAR!• In versnellers zoals de Relativistic HeavyIn versnellers zoals de Relativistic HeavyIon Collider en de Large Hadron ColliderIon Collider en de Large Hadron Colliderzijn experimenten in voorbereidingzijn experimenten in voorbereiding• Idee: laat zware atoomkernen (bijv. goud)Idee: laat zware atoomkernen (bijv. goud)op elkaar botsen bij heel grote energieënop elkaar botsen bij heel grote energieën• Bij voldoend grote energieën moeten zichBij voldoend grote energieën moeten zichdan - heel kort - quarks en gluonendan - heel kort - quarks en gluonenvormenvormen
  • 46. Eerste resultaten reeds gevonden!Eerste resultaten reeds gevonden!• Frontale botsingen van zware goudkernen in R.H.I.C. bijFrontale botsingen van zware goudkernen in R.H.I.C. bijenergie van boven 2energie van boven 2 xx10101313eVeV• Deze grote kernen bevatten ca. 200 protonen enDeze grote kernen bevatten ca. 200 protonen enneutronenneutronen• Botsing leidt gedurende 5Botsing leidt gedurende 5xx1010-23-23sec tot vuurbol vansec tot vuurbol vanduizenden quarks en gluonen die zich snel herenigenduizenden quarks en gluonen die zich snel herenigen• Onverwacht resultaat: deze wolk heeft karakter van eenOnverwacht resultaat: deze wolk heeft karakter van eenvloeistof en niet van een gasplasmavloeistof en niet van een gasplasma• Vraag: gedroeg beginnend heelal zich ook als vloeistof?Vraag: gedroeg beginnend heelal zich ook als vloeistof?
  • 47. Vorming van protonen en neutronenVorming van protonen en neutronen• Onder temperaturen van ca. 10Onder temperaturen van ca. 101212K zullen quarksK zullen quarksen gluonen zich kunnen samenvoegen toten gluonen zich kunnen samenvoegen totprotonen en neutronen – deprotonen en neutronen – de baryonenbaryonen• Daaruit vormden zich tussen 300 sec. en 30Daaruit vormden zich tussen 300 sec. en 30minuten de lichtste elementen: waterstof,minuten de lichtste elementen: waterstof,deuterium, helium-3, helium-4 en lithiumdeuterium, helium-3, helium-4 en lithium• Nu is toetsing mogelijk: kloppen waargenomenNu is toetsing mogelijk: kloppen waargenomenaantalverhoudingen met berekende? - ja!aantalverhoudingen met berekende? - ja!
  • 48. Verhouding deeltjes aantallen in oerheelalVerhouding deeltjes aantallen in oerheelal
  • 49. Probleem van de baryonenProbleem van de baryonen• Er zouden in het heelal evenveel baryonen alsEr zouden in het heelal evenveel baryonen alsfotonen moeten zijnfotonen moeten zijn• Maar: er zijn ruim 10Maar: er zijn ruim 1099maal meer fotonenmaal meer fotonen• Antwoord: er vormde zich materie en antimaterieAntwoord: er vormde zich materie en antimaterieinin bijnabijna even grote hoeveelheden; dieeven grote hoeveelheden; dieannihileerde en slechts fotonen bleven overannihileerde en slechts fotonen bleven over• Voorbeeld: als 101 materiedeeltjes en 100Voorbeeld: als 101 materiedeeltjes en 100deeltjes antimaterie gevormd wordt, dan zullendeeltjes antimaterie gevormd wordt, dan zullenbij annihilatie materie + antimaterie 200 fotonenbij annihilatie materie + antimaterie 200 fotonengevormd worden en blijft een materiedeeltje overgevormd worden en blijft een materiedeeltje over
  • 50. Waarom is er materie in het heelal?Waarom is er materie in het heelal?• Er werd echter niet een extra deeltjeEr werd echter niet een extra deeltjegevormd op 200, maar ca. één op meergevormd op 200, maar ca. één op meerdan miljard deeltjes materie - antimaterie.dan miljard deeltjes materie - antimaterie.• Nog onbegrepen waaromNog onbegrepen waarom• Als dat niet het geval was geweest danAls dat niet het geval was geweest danbestond het heelal nu uitsluitend uitbestond het heelal nu uitsluitend uitstraling zonder materiestraling zonder materie
  • 51. SAMENVATTINGSAMENVATTING• Planck ‘episode’, oerknal: 10Planck ‘episode’, oerknal: 10-43-43sec; 10sec; 103232KK• Inflatie begint: 10Inflatie begint: 10-35-35sec; 10sec; 102828KK• Inflatie eindigt: 10Inflatie eindigt: 10-32-32sec; 10sec; 102727KK• Laatste krachtscheiding: 10Laatste krachtscheiding: 10-10-10sec; 10sec; 101515KK• Quark – gluon ‘vloeistof’: 10Quark – gluon ‘vloeistof’: 10-6-6sec; 10sec; 101313KK• Baryogenese (protonen; neutronen): 10Baryogenese (protonen; neutronen): 10-6-6sec;sec;10101313KK• Vorming lichtste vier atoomkernen: 300 s; 10Vorming lichtste vier atoomkernen: 300 s; 1099KK

×