Transcript Galaksije i razvoj svemira

GALAKSIJE
Nastale su iz magličaste tvorbe velike
mase u kovitlanju.
 Plin se postupno ugradio u zvijezde ,a
one su nastavile kružiti oko najgušćeg
središta .
 Zvijezde su nastale gravitacijskim
stiskanjem početne maglice .
 Galaksije se dijele na spiralne, eliptične,
lećaste i nepravilne galaktike.

Mliječna staza
Još se naziva Kumova slama, Rimska cesta, Slamotres …
Toj galaksiji pripada naš Sunčev sustav.
Prvi ju je primijetio Galileo kao trag sastavljen od velikog broja zvijezda.
U Mliječnoj stazi nalazi se između 200 i 400 milijardi zvijezda u promjeru je
od oko 100 000 svjetlosnih godina.
Mliječna staza
Galaksija spiralnog oblika-više od 100
milijardi zvijezda.
Unutar nje se nalazi i Sunčev sustav
Spiralne galaktike se brže vrte oko osi pa
su spljoštene kao tanjur.
Spiralna galaktika NGC 5194

U eliptičkim se galaksijama zvijezde
gibaju u svim smjerovima naokolo
središta.
Messier87
(M87 ili NGC 4486)
Lećaste galaktike prijelazni stupanj
između spiralnih i eliptičnih
Messier 102 (NGC5866)
Nepravilna
galaktika
M82 ili NGC 3034
Veliki Magellanov
oblak




Plin koji se postupno
ugradio u zvijezde vraća
se u prostor obogaćen
proizvodima nastalim u
zvijezdi ( zvjezdani vjetar ).
U zvijezdi atomske jezgre
vodika i helija fuzionirane
su u sve druge teže
elemente.
Prah i plin lebde u prostoru
i od njih nastaju nove
zvijezde i planeti.
Neke galaksije mogu se
obnavljati iznutra.
Messier 87 Divovski plinoviti mlaz
koji izvire iz središta.






Galaksije su sjedinjene u skupove
galaksija.
Skupovi galaksija međusobno se
udaljavaju bez obzira u kojem se smjeru
nalaze.
Udaljenije galaksije se brže razmiču.
Da se galaksije razmiču dokazuje se
Dopplerovim učinkom.
Spektralne linije galaksija se pomiču prema
crvenom.
Najdalje u svemiru se vide kvazari vide se
na udaljenostima većim od 10 milijardi
godina svjetlosti.
Dopplerov učinak
Hubbleov zakon:
v = Hr
Hubbleov zakon širenja svemira

Na temelju ovog zakona mjere se
udaljenosti galaksija.
v=H·r
v- brzina udaljavanja galaksije
 H- konstanta (H= 75 km·s / M pc )
 r- udaljenost galaksije

Širenje svemira - Hubbleov zakon
relativno udaljavanje galaktika
Hubbleov zakon
v = Hr
širenje svemira = razmicanje prostora
Određivanje Hubbleovog parametra
(konstante)




Galaksijama na poznatoj
udaljenosti(d) izmjeri se
crveni pomak z
( z = λ – λ0 / λ0 ).
Iz z = v / c i v = H0· d
slijedi : z ·c = H0 ·d .
H0 = z ·c / d.
Rezultat :
H0=( 72 ± 5 ) km·s-1(Mpc)-1
Udaljenost jednako prošlost
Sa Sunca svijetlost putuje 500 sekundi
stoga mi trenutno vidimo ono što se
dogodilo prije 500 sekundi.
 Zvijezde koje gledamo u ovome trenutku
nisu takve kakve ih vidimo već vidimo
svijetlost koja je stara nekoliko godina.
 Promatrajući sve dalje krajeve gledamo
sve dalje u prošlost.

Neke galaksije djeluju kao leće koje od još
udaljenijeg predmeta stvaraju sliku.
 Takve prirodne gravitacijske leće nisu savršene
stoga su slike izvitoperene.
 Preslikani izvor obično je dva puta dalje od leće.
 Albert Einstein je predvidio da tijela velike mase
mogu djelovati kao leće.

Veliki prasak
Današnje širenje svemira znači da je
svemir nekada mora biti manji.
 Sva tijela su morala nekad biti zajedno u
nekoj gustoj kaši.
 Ta je tvar pod jako velikim pritiskom i
temperaturom razletjela se,što danas
ima za posljedicu razmicanje galaksija.
 Ta pojava se naziva Veliki prasak.

Znanstvenici gledanjem daleko u svemir
pokušavaju vidjeti događaje iz davnog
vremena.
 Jedini vjesnik vrućeg svemira , nakon
Velikog praska , jesu vrlo kratki
radiovalovi odnosno zračenje koje se
naziva pozadinsko zračenje jer pristiže
sa svih strana.

Razvoj svemira
12-14109 god.
109 god.
300103
god.
3 min
10-5 s
10-10 s
10-34
s
10-43 s
1032 K
1027 K
1015 K
1010 K
109 K
6000 K
18 K
3K

Razmotri :
1. Kojeg je oblika Galaksija?
 2. Koji oblici galaksija postoje?
 3. Gdje smo smješteni u Galaksiji?
 4. Gdje u galaksiji nastaju zvijezde? Pogledaj raspored

tamne tvari!
 5. Čime se odlikuju radio-galaksije?
 6. Koji postupak mjerenja udaljenosti poznaješ?
 7. Razmotri,dade li se gravitacijska optika iskoristiti da bi se

ustanovilo stanje tijela na rubu svemira?

Izradio : Matej Masjar ,šk.g. 2011./2012.
Dodatak : Veliki prasak
Veliki prasak
Kugla: praatomom ili kozmičkim jajetom
nakon eksplozije nastala materija (koju zovemo
svemirska kaša): sastojala od čestica
(protona, neutrona, elektrona i fotona svjetlosti)
i antičestica
Nakon jedne minute stvoreni
su uvjeti za za spajanje
protona i neutrona u jezgre
prvih atoma. Nakon milijun
godina nastali su prvi atomi H
i He; a prvi atomi, zahvaljujući
gravitaciji, okupljali su
slobodne čestice i oblikovali
kuglasta tijela.
t < 10-43 s , ( T > 1032 K ) – nedostupni početak
(Planckovo vrijeme )
Ima se čestice , antičestice i fotone ( zračenje) . Čestice i
antičestice nastaju iz fotona , a anihilacijom ponovno stvaraju
fotone .
Masa čestica je razmjerna temperaturi svemira : m ~ T .
E = 2mc2
m 
h
2 cC
T
E  h
c

T = C
E 
hc
T
2 mc
2
C
- Masa najteže čestice pri temperaturi T

hc
C
T
Temperatura svemira
European Laboratory for Particle
Physics
29
Širenje svemira prati sniženje njegove
temperature .

Iz fotona stvaraju se
čestice i aničestice sve
manje mase .

T = 1015 K -> 1010 K 
mogli su postojati kvarkovi

T = 1010 K -> 109 K 
iz kvarkova su nastali
protoni i neutroni
t = 3 min od Velikog praska : T = 109 K
 fuzijom protona i neutrona nastaju lake
jezgre ( H , He , Li )



Nakon t = 3 ·105 god.
T = 3000 K - 4000 K formirali su se atomi .
Svemir postaje proziran
za fotone jer atomi
mogu apsorbirati samo
određene fotone .
Mikrovalno pozadinsko zračenje
-1965.g. Arno Penzias i Robert Wilson
registrirali da iz svih smjerova svemira
dolaze mikro valovi . Registrirano
zračenje je bilo valne duljine 7,35 cm
što bi po Wienovom zakonu
odgovaralo zračenju crnog tijela
temperature oko 3 K.
-Zračenje je nastalo kad su u ranom
svemiru , 300 000 godina poslije
Velikog praska , kad je temperatura
pala na oko 3000 K i nastajali su
atomi ( H , He) , a svemir postao
„proziran“. Kako se svemir širi
zračenje gubi na energiji , smanjuje mu
se frekvencija , a povećava valna
duljina.
Satelit COBE lansiran 1989.g. izmjerio je termalni spektar mikrovalnog zračenja s
maksimumom na ≈ 1 mm , a tom odgovara temperatura T =( 2,735 ± 0,006 ) K.
Smanjenje energije fotona –
posljedica kozmološkog crvenog
pomaka

Kozmološki crveni pomak , z , definiran je kao :
z= λ – λ0 / λ0
λ0 – valna duljina emitiranog fotona , a λ valna duljina
opaženog fotona .
Vrijedi : c = λ·ν , E = h·ν
Slijedi :

Za male vrijednost crvenog pomaka : z = v/c = H·d / c




t ~ 109 god. -> formiraju se galaksije -> gravitacijskim
sažimanjem nastaju zvijezde .
U unutrašnjosti zvijezda fuzijom se stvaraju teže jezgre
( do željeza ) .
Eksplozijama supernovih nastaju i teži elementi .
….
Formiraju se molekule i počinju kemijski procesi
t ~ 13,7· 109 god -> pojava ljudi
Starost svemira : T0 = 1 / H ≈13,6·109 god.
vr = H· r  T0 = 1/ H = r/ vr
Razdvajanje temeljnih sila
10-43 s, 1032 K, 1019 GeV – odvajanje gravitacijske sile
X – sila
X – bozoni, Y - bozoni
1028 K, 1015 GeV – odvajaje jake sile od elektroslabe
“Inflacija” svemira
1015 K, 100 GeV – razdvajanje elektromagnetske sile od slabe
Narušavanje simetrije materije i antimaterije