Letenka, 23. jul 2011

1. Astronomsko društvo
Alfa, Niš
Astronomska
inflacija
Milan Milošević
osnivač i urednik sajta
www.svetnauke.org
Astronomski kamp Letenka
22. jul 2011.

2. Inflacija?
 Godišnja inflacija u Srbiji 9%
 Ekonomski institut (EI) iz Beograda ocenio je da će
inflacija u Srbiji u ovoj godinu biti devet odsto.
 NBS: Februarska inflacija iznad gornje granice
 Inflacijau Srbiji u februaru bila je 12,6 odsto u odnosu
na isti mesec prošle godine, što je iznad gornje
granice cilja Narodne banke Srbije, koji za februar
iznosi 5,8 plus minus 1,9 odsto, objavila je danas
centralna banka.
www.svetnauke.org

3. Šta je to inflacija?
 Reč iz latinskog jezika, i u bukvalnom prevodu
znači naduvati se, nateći.
 Hiperinflacija:
 Nemačka, 1923: 3,25 miliona % mesečno (cene
duplirale na dva dana)
 Novembar 1923: 1.000.000.000.000 starih za jednu novu marku
 Mađarska, 1946: 1,16x1016 % mesečno (cene duplirale
na 15h)
 Avgust 1946: 4×1029 starih za jednu novu forintu
 Sribija,1993: 5x1015 % od oktobra do januara (cene
duplirale na 16h)
 Januar 1994: jedan novi dinar = 1 × 1027 starih
www.svetnauke.org

4. Bilo je to ovako...
RTS, Dnevnik 2, 1993. godina
http://www.youtube.com/watch?
www.svetnauke.org v=6go8Q6tsNus

5. “Astronomska” inflacija
www.svetnauke.org

6. Kako je sve počelo?
 Ne tako davno, pre nekoliko godina, tačnije....
 Pre 14 milijardi godina!
 “Veliki prasak”
 Ž. Lemetre (ideja), Dž. Gamov (model)
www.svetnauke.org

7. Kratka istorija svemira
www.svetnauke.org

8. Fridmanove jednačine
 Aleksandar Fridman (1888-
1925)
 Jednačine koje opisuju
dinamiku širenja
homogenog i izotropnog
svemira
www.svetnauke.org

9. Kosmološki princip
 Svemir je homogen i izotropan
 U bilo kom trenutku, svemir izgleda isto iz
svake tačke prostora i u svim pravcima
 Važi na velikim rastojanjima!
izotropan homogen
www.svetnauke.org

10. Fridmanovi modeli
H – Hablov parametar
ρ − gustina
k = +1, 0, -1
a – faktor skale
www.svetnauke.org

11. Posmatrački parametri
 U jednačinama parametri od kojih zavisi
evolucija svemira i njegova budućnost
 Parametri se određuju na osnovu
posmatranja
 Brzina
širenja, H0
 Parametar gustine, Ω0
 Parametar usporavanja, q0
www.svetnauke.org

12. Brzina širenja, H0
 Hablova konstanta
 Lako meri, važna uloga
 Hablova merenja, 1929. godine
 Linearna veza brzine i rastojanja, v=H0r
 Merenje rastojanja
www.svetnauke.org

13. Parametar gustine, Ω0
 Kritična gustina – odgovara ravnoj geometriji
svemira (k = 0)
 Zavisi od Hablove konstante => funkcija vremena
 Trenutna vrednost:
 Jedna galaksija po megaparseku
 Parametar gustine
www.svetnauke.org

14. Parametar usporavanja, q0
 Hablov parametar, i brzina širenja, menja tokom
vremena
 Parametar usporavanja opisuje brzinu promene Hablove
konstante
 Nije nezavistan od H0 i Ω0 ali veza zavisi od vrste
materije; određuje merenjem
 Poslednja decenija XX veka - q0 < 0 ! ! !
 Svemir se širi ubrzano!
www.svetnauke.org

15. Nekad...
www.svetnauke.org

16. ... sad
www.svetnauke.org

17. Zašto inflacija?
 Problem ravne geometrije
 Problem horizonta
 Problem velikih kosmičkih struktura
 Problem monopola
www.svetnauke.org

18. Problem ravne geometrije
 Najnoviji podaci pokazuju da je vrednost
ukupne gustine približna kritičnoj, tj.
svemir je skoro ravan
 Model – ako postoji mala zakrivljenost
prostora ona tokom vremena raste!
 Da bi model “radio”
www.svetnauke.org

19. Problem horizonta
 Jedan od najvažnijih nedostataka
 (ne)mogućnost komunikacije između
udaljenih delova svemira
 Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv
svemir
www.svetnauke.org

20.  Kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje
(CMB)
 Nastalo kada je svemir bio star 400000 god.
 Temperatura 2,27K, fluktuacije 10-4–10-5K
 Od fluktuacija su nastale galaksije
www.svetnauke.org

21.  Kako je nastala
termodinamička
ravnoteža?
 “Signal” stiže iz
suprotnih pravaca,
koji nisu mogli da
komuniciraju
 CMB zračenje nastalo u vreme kad je svetlost
mogla da prelazi još kraća rastojanja
 Delovi koji su na rastojanju većem od 1-2 lučnog
stepena ne mogu da komuniciraju!
www.svetnauke.org

22.  Problem velikih struktura
 Kakosu nastale galaksije ako je svemir
homogne?
 Problem monopola
 GUT predviđa postojanje teških i stabilnih
čestica, ali one nikad nisu detektovane
 Najčudniji su magnetni monopoli, trebali bi da
dominiraju svemirom ali nikad nisu
detektovani
www.svetnauke.org

23. Rešenje problema - inflacija
a(t) ~ eHt
www.svetnauke.org

24. Malo istorije
 Ajnštajn (1915) – Opšta teorija relativnosti
 Fridman (1922) – rešenja Ajnštajnovih jednačina
 Habl(1929) – crveni pomak, svemir se širi
 Gamov (1946) – osnova modela Velikog praska
 Penzias i Vilson (1965) – otkriće CMB zračenja
 Gut i Sato (1981) – “stara” inflacija
 Linde, Albreht, Štajnhard (1982) – “nova”
inflacija
 Linde (1983) – haotična inflacija
www.svetnauke.org

25. Inflacija
 Ravna geometrija
 Uslov inflacije primorava
ukupnu gustinu da se
približi jedinici
 Horizont
 Svemir se širi ali ne menjaju se
karakteristične dimenzije, mali deo svemira
poraste dovišestruko većih dimenzija od
vidljivog svemira
www.svetnauke.org

26. Inflacija
 Velike strukture
 Predviđanja modela
odgovaraju fluktuacijama
u CMB zračenju
 Monopoli
 Mogu da nastaju u periodu pre inflacije, ali
eksponencijalan rast svemira dovodi do
eksponencijalnog smanjenja njihove gustine
www.svetnauke.org

27. Modeli
 Prvi modeli pre 30 godina
 Danas veliki broj odgovarajućih modela
 Proces nije potpuno objašnjen
 Energija – daleko od današnjih
akceleratora
 Teorijski model nastaje postuliranjem,
rezultati upoređuju sa posmatranjima
www.svetnauke.org

28.  Najjednostavniji model
 Kosmološka konstanta
 Kraj inflacije – energija prelazi u običnu
materiju
 U periodu ranog svemira, 10-34 sekunde,
energija ~1016 GeV
 Dimenzije povećaju 1060 puta
www.svetnauke.org

29. Inflacija (ni)je...
 Nije konačna i kompletna teorija
 Jeste matematički model, koji sa velikom
tačnošću opisuje ono što vidimo i merimo
www.svetnauke.org

30. Tamna strana svemira?
 Tamna energija slična je inflaciji, ali
energija je mnogo manja ~10-12 GeV
www.svetnauke.org

31. Kraj... ?
 Odgovori se nalaze u fizici čestica i visokih
energija
 Prvi put možemo da testiramo teorijske
modele ranog svemira
 Kosmologija i inflacija ulaze u “porodicu”
egzaktnih nauka
 Daleko smo od pravog modela, ali
nalazimo se na dobrom putu
www.svetnauke.org

32. Milan Milošević
www.svetnauke.org
mm@mmilan.com
www.facebook.com/univerzum
www.svetnauke.org