1. Van de Oerknal naar het leven
(natuurkundedeel)
Inleidend college
Marcel Vonk
30 januari 2013
2. Van de Oerknal naar het leven
De rode draad in de drie deelcolleges
is energie. Energie kent vele
vormen…
…maar waar komt al die energie
eigenlijk vandaan?
2/28
3. Van de Oerknal naar het leven
Edwin Hubble ontdekte in
1929 dat ver gelegen
sterrenstelsels van ons af
bewegen.
3/28
4. Van de Oerknal naar het leven
Hoe verder een stelsel weg staat, hoe
sneller het van ons af beweegt.
Tweemaal zo ver, tweemaal zo snel.
4/28
5. Van de Oerknal naar het leven
Conclusie: alle materie in het Heelal
was op een bepaald moment in het
verleden op dezelfde plek.
Oerknal!
5/28
6. Van de Oerknal naar het leven
Kunnen we nog iets van de Oerknal
zien? Jazeker, want zelfs licht reist
met een eindige snelheid.
Ver weg kijken
=
in het verleden kijken!
6/28
7. Van de Oerknal naar het leven
Als we naar een ver object kijken,
zien we licht dat heel lang geleden is
vertrokken.
7/28
8. Van de Oerknal naar het leven
Kunnen we zo licht opvangen dat vlak
na de oerknal is uitgezonden?
8/28
9. Van de Oerknal naar het leven
Kunnen we zo licht opvangen dat vlak
na de oerknal is uitgezonden?
Helaas niet.
9/28
10. Van de Oerknal naar het leven
Kort na de oerknal was het heelal
gevuld met een hete “soep” van
elementaire deeltjes.
Deze oersoep was ondoorzichtig.
10/28
11. Van de Oerknal naar het leven
Pas zo’n 380.000 jaar na de oerknal
werd het heelal doorzichtig. (We
zullen in het college zien waarom.)
Verder terugkijken kan dus niet!
11/28
12. Van de Oerknal naar het leven
Toch is 380.000 jaar nog vrij “kort” na
de oerknal. We kunnen dus proberen
een zo goed mogelijke foto van de
oerknal te maken.
12/28
13. Van de Oerknal naar het leven
Kosmische achtergrondstraling (microgolf)
13/28
14. Van de Oerknal naar het leven
Dit is een schitterend resultaat, maar
het roept ook vragen op.
1) Waarom is de achtergrondstraling
zo homogeen?
14/28
15. Van de Oerknal naar het leven
De heldere en zwakke gebieden
verschillen minder dan 0.001% in
intensiteit…
…maar de gebieden lijken nooit met
elkaar in contact te zijn geweest! 15/28
16. Van de Oerknal naar het leven
Om dit raadsel op te lossen moeten
we ruimte en tijd beter begrijpen.
Relativiteitstheorie!
16/28
17. Van de Oerknal naar het leven
Het idee van inflatie lost dit probleem
op, maar leidt tot een nieuwe vraag:
2) Hoe zijn deze enorme structuren
verbonden met minuscuul kleine?
17/28
18. Van de Oerknal naar het leven
Om deze vraag te beantwoorden
moeten we het allerkleinste beter
begrijpen.
Quantummechanica!
18/28
19. Van de Oerknal naar het leven
Als we de fysica rond de oerknal
begrijpen wordt de laatste vraag:
3) Hoe is uit deze “oersoep” de huidige
structuur in het heelal onstaan?
19/28
21. Van de Oerknal naar het leven
We zullen zien hoe sterren zijn
onstaan, en hoe in die sterren alle
elementen zijn ontstaan.
(“Nucleosynthese”)
21/28
22. Van de Oerknal naar het leven
Opbouw van het college:
• Speciale relativiteit (1 college)
• Algemene relativiteit & oerknal (2)
• Thermodynamica (1)
• Quantummechanica (1)
• Van oerknal tot nucleosynthese (1)
22/28
23. Van de Oerknal naar het leven
Praktische opmerkingen:
• Natuurkunde is niet alleen nadenken,
maar ook rekenen.
• “Rekenen” betekent
ook: afleiden.
• Maak goed gebruik
van de 4 werkcolleges!
23/28
24. Van de Oerknal naar het leven
Colleges:
• Stof in syllabus (blackboard)
• Het boek als achtergrond (H1-4)
• Powerpointpresentaties (bb)
• Rekenwerk en afleidingen
op het bord
• Maak aantekeningen!
24/28
25. Van de Oerknal naar het leven
Werkcolleges:
• Mee: syllabus (blackboard)
• Mee: rekenmachine.
• A & C: Anna Gimbrère
• B & D: Paul de Lange / Lodewijk
Nauta
• B & D, do 7 februari: filmopnamen
25/28
26. Van de Oerknal naar het leven
Deeltentamen: Maandag 18 feb
14:00-16:00
• 3 opgaven
• 2 multiple-choicevragen
per opgave (kennis, redeneren)
• 3 open vragen per opgave
(redeneren, rekenen, afleiden)
• De worksheets kunnen maken = het
tentamen kunnen halen!
26/28
27. Van de Oerknal naar het leven
Vragen?
m.l.vonk@uva.nl
27/28
28. Van de Oerknal naar het leven
Eerste college:
Maandag 17:00-19:00
28/28
