Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet
|
|
- Birgitte Fischer
- 7 år siden
- Visninger:
Transkript
1 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Af er PhD studerende på Dark Cosmology Centre ved NBI med projektet Characterization of Dark Matter from Observations. signe@ dark-cosmology. dk Hvad er mørkt stof Et kig ud i Universet med Hubble Space Telescope (som på Fig. 1) afslører flotte og fascinerende strukturer såsom spiralgalakser, elliptiske galakser, galaksehobe (og forgrundsstjerner, men dem ser vi bort fra her). De har alle det til fælles at de lyser, men det mest spændende er alt det vi ikke ser, og som alligevel holder det hele sammen med sin tyngdekraft: Det mørke stof. Observationer viser at over 20% af den samlede energi i Universet er mørkt stof, hvorimod kun ca. 4% er almindeligt stof som vi kender det fra Jorden, stjerner, gas mv. De sidste nogle og 70% er mørk energi som bl.a. får Universets udvidelse til at accelerere. Som navnet antyder er det mørke stof mørkt, og det betyder at vi ikke kan se det direkte, men kun ser effekten af dets tilstedeværelse. Rotationshastigheder i galakser I spiralgalakser som dem på Fig. 1 eller vores egen galakse, Mælkevejen, bevæger stjernerne sig i cirkelbaner omkring centrum fastholdt af tyngdekraften. Hvis vi antager at det kun er stjernernes masse, der bidrager til tyngdefeltet i galaksen er det relativt let at forudsige stjernernes banehastigheder ved hjælp af Newtons love. Især i de ydre dele af galaksen, hvor 8
2 Gamma 149 Figur 1: Et kig ud i Universet med Hubble Space Telescope. Man ser tydeligt spiralarmene i nogle af galakserne, mens andre er elliptiske tilsyneladende uden indre struktur ( man uden problemer kan antage sfærisk symmetri så tyngdefeltet er givet ved en central punktmasse med en masse svarende til summen af stjernemasser (B på Fig. 2). Stjernernes banehastiheder kan måles ved hjælp af Doppler effekten på emissionslinier i stjernespektret (A på Fig. 2) og sammenlignes med forudsigelserne. Resultatet, som er skitseret på Fig. 2 er en enorm afvigelse mellem forudsigelse og måling. Især i de ydre dele af galaksen, hvor forudsigelsen ellers er mest simpel, aftager de målte banehastigheder ikke med afstanden fra centrum som vi havde forventet, men forbliver konstant så langt ud vi kan måle. Forskellen kan bedst forklares ved tilstedeværelsen af en halo af partikler, som tilføjer ekstra tyngdekraft til galaksen, men som ikke lyser: mørkt stof. Hvis haloen strækker sig længere ud end stjernerne i galaksen, forklarer det hvorfor de målte hastigheder ikke aftager. 9
3 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Gamma 149 Figur 2: Rotationskurven af en spiralgalakse. Kurven A illustrerer målinger af stjernernes banehastigheder mens B illustrerer de forventede hastigheder, hvis tyngdepotentialet udelukkende skyldes stjernernes masse. Især i de ydre dele stemmer de to kurver meget dårligt overens og forskellen forklares bedst ved tilstedeværelsen af en halo af mørkt stof partikler. Galaksehobe - de største strukturer Det mørke stof er også nødvendigt på større skala. Galakser er ikke bare tilfældigt fordelt i Universet, men derimod gravitationelt bundet i strukturer vi kalder for galaksehobe. De består af galakser og er de største observerede systemer i Universet i ligevægt. Den højre del af Fig. 3 viser et optisk billede af den meget almindelige galaksehob Abell Galakserne udgør kun ganske få procent af massen i en galaksehob % af massen er derimod varm (ca. 10 kev) gas, der befinder sig mellem galakserne. Vi ser gassen fordi den udsender røntgenstråling som vist på den venstre del af Fig. 3. Lysstyrken af røntgenstrålingen fortæller hvor meget gas der er, og fotonenergien afhænger af gassens temperatur. Observationer viser at gassen er af størrelsesorden 10 7 K, hvilket er alt for varmt til at gassen kan være bundet udelukkende af sit eget (plus galaksernes) tyngdepotentiale. Galaksehobe er nødt til at bestå af op mod 80-90% mørkt stof, hvis de skal være tunge nok til at holde på gassen. Det giver galaksehobe en samlet masse på solmasser. 10
4 Gamma 149 Figur 3: Røntgenstrålingen (ventre) og det optiske billede (højre) af galaksehoben Abell 2029 (NASA). Gravitationelle linser Massefordelingen i galaksehobe kan kortlægges med en metode, der hedder gravitationel lensing. Den benytter at generel relativitetsteori fortæller os, hvordan tilstedeværelsen af masse krummer rumtiden, og at lys bevæger sig i rette linjer i rumtiden, hvorved dets bane bliver påvirket af store masser. Som vist på Fig. 4 afbøjes lyset fra en fjerntliggende kvasar 1 så vi observerer flere identiske billeder samt forvrængninger i form af buer. På Fig. 1 kan man også se effekten af gravitationel lensing. Buerne er ikke fejl i observationen, men skyldes afbøjningen af lyset fra bagvedliggende objekter. Og hvad man ikke kan se med det blotte øje, er at nogle de lysende prikker er fuldstændig identiske idet de er billeder af det samme bagvedliggende objekt. De identiske billeder og buerne kan bruges til at opstille en model for massefordelingen, som kan sammenlignes med det optiske billede og røntgenstrålingen. 1 Kvasarer kaldes også aktive galaksekerner. De udsender kraftig stråling fra stof der falder ind i et centralt supertungt sort hul. 11
5 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Gamma 149 Figur 4: Gravitationel lensing. Lyset fra en fjern kvasar (= quasar) afbøjes af en galaksehob som ligger i synslinien og skaber et forstyrret billede med buer og dobbelte billeder, der kan bruges til at udlede massefordelingen i galaksehoben (NASA, ESA, and A. Feild (STScI)). Verdens største trafikuheld Ikke alle galaksehobe er i ligevægt som Abell 2029 (på Fig. 3). Universets mest dramatiske trafikuheld, sammenstødet mellem to galaksehobe som tilsammen kaldes Bullet Cluster, er et af de bedste argumenter for eksistensen af mørkt stof. På den venstre del af Fig. 5 ses galakserne i de to galaksehobe der har gennemgået sammenstødet. De befinder sig ca. 3.4 milliarder lysår fra Solen, så alle de lysende prikker på billedet er galakser. Konturene viser massefordelingen, som den er kortlagt med gravitationel lensing. Galakserne er gravitationelt bundet til hoben, så derfor fordeler de sig ligesom massen. I en normal galaksehob vil fordelingen af den varme gas følge massefordelingen ligesom galakserne, men i Bullet Cluster er det anderledes. Den højre del af Fig. 5 viser røntgenstrålingen fra gassen og de samme konturer som i den venstre del af figuren. Chokfronten i gassen skyldes sammenstødet, og det er den der har givet Bullet Cluster sit navn. Den lille klump i højre side kom for nogle hundrede millioner år siden fra venstre og bevægede sig gennem den store klump. Galakserne i galaksehobe er så langt fra hinanden, at sandsynligheden for at de støder sammen er forsvindende lille. Det samme gælder for det mørke stof, som 12
6 Gamma 149 Figur 5: Bullet Cluster: Til venstre det optiske billede af Bullet Cluster med konturene for massefordelingen fra gravitationel lensing. Til højre det samme udsnit af himlen i røntgenstråling, som viser gassens fordeling sammen med massefordelingen (NASA). fra naturens side har en meget lille vekselvirkning og dermed en meget lille sandsynlighed for sammenstød. Det eneste der rigtig støder sammen er gassen, som består af helt almindeligt stof. Når gassen i de to klumper støder sammen, opstår der en gnidning, som bremser gassen i forhold til resten af galaksehoben. Hvis det mørke stof opførte sig som de kendte partikler i Standardmodellen, ville de støde sammen ligesom gassen og vi ville ikke observere den markante forskel mellem massefordelingen og gasfordelingen. Derfor mangler det mørke stof i Standardmodellen. Zoologisk have af kandidater Hovedparten af tyngdekraften i Universet kommer fra det mørke stof som udgør 23% af den samlede energi. Det almindelige stof som vi kender det fra planeter, stjerner, gas, osv. udgør kun 4%. Det er altså kun de 4%, der kan beskrives ved hjælp af Standardmodellen for partikelfysik. Inden vi kigger på hvad det mørke stof kan være, er det vist på tide med en lille opsummering af hvad vi egentlig ved om det mørke stof. i) Det skal have en masse så det kan bidrage til tyngdekraften. ii) Det skal kunne fordeles i en halo, hvilket er nemmest hvis det er en partikel. iii) Det må ikke vekselvirke med almindeligt stof, og det skal være mørkt. iv) Det er en fordel, hvis det kan dannes i det tidlige Univers og så holde op med at vekselvirke efterhånden som Universet afkøles som følge af udvidelsen. 13
7 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Gamma 149 Figur 6: Det samlede energiindhold i Universet. Eftersom Standardmodellen ikke indeholder nogen partikel, der opfylder alle ovenstående kriterier, er det nødvendigt med udvidelser for at få teorier med kandidater til det mørke stof. Der er mange muligheder, og et par stykker af dem er supersymmetri, sterile neutrinoer og ekstra dimensioner. I supersymmetri har alle partikler en supersymmetrisk makker, som enten må være meget tungere end de almindelige partikler eller have en meget mindre vekselvirkning, da vi ellers ville have detekteret dem i partikelaccelerator eksperimenter. Den letteste supersymmetriske partikel er i de fleste modeller neutralinoen, som er stabil, det vil sige den henfalder ikke, så den er en rigtig god kandidat til det mørke stof. En anden mulighed er at udvide neutrinosektoren. Vi observerer kun venstredrejede neutrinoer, mens alle andre partikler observeres som både venstredrejede og højredrejede. De højredrejede neutrinoer kan sagtens eksisterer så længe de ikke vekselvirker med resten af partiklerne i Standardmodellen gennem den svage kernekraft, hvorfor de har fået navnet sterile. Hvis de eksisterer kan de faktisk være med til at forklare hvorfor de almindelige neutrinoer har masse og foretager oscillationer som dem man observerer i neutrino-eksperimenter. Den letteste sterile neutrino en fin kandidat til det mørke stof. Endnu er det ikke lykkedes at indarbejde tyngdekraften i Standardmodellen. Der har dog været adskillige forsøg, og en del af dem ender med ekstra sammenkrøllede dimensioner og nogle partikler kaldet axioner. Med de rigtige modelparametre kan axionerne udgøre det mørke stof. Det er endda muligt at have både ekstra dimensioner og supersymmetri på en gang og så bliver axionens superpartner, axinoen, også en kandidat 14
8 Gamma 149 til det mørke stof. Som det fremgår af ovenstående findes der en hel zoologisk have af kandidater til det mørke stof, så det er ikke mangel på kandidater, der holder os tilbage. Problemet ligger i at observere noget der befinder sig millioner af lysår væk og ikke lyser. Indtil videre har vi kun beskæftiget os med de inddirekte observationer af mørkt stof det vil sige effekten af dets tilstedeværelse på det lysende stof, men der findes også andre metoder. Direkte detektion Ligesom alle de 300 mia. andre stjerner i Mælkevejen bevæger Solen sig rundt om galaksens centrum i cirkelbaner med en hastighed på ca. 220km/s. Det betyder, at vi bliver slynget gennem galaksens halo af mørkt stof som vist på Fig. 7. Dermed må vi også støde ind i mørkt stof partikler. Vi kender kun energitætheden af det mørke stof, så det præcise antal partikler vi rammer afhænger af deres masse, men det er af størrelsesorden et par stykker pr. liter. Ligesom med neutrinoerne, som kun vekselvirker ganske svagt, mærker vi ikke denne bombardering af partikler. Men hvis der er bare en lille vekselvirkning, kan man bygge meget følsomme detektorer, der kan måle sammenstødet mellem atomkerner og mørkt stof. Desværre vil der være mange flere sammenstød fra almindeligt stof end fra mørkt stof, så man er nødt til at kende baggrunden og sin detektor enormt godt. Endnu er der ikke nogen, der har detekteret det mørke stof direkte, men en ìkke-detektion er også et resultat, fordi det tillader os at sige noget om hvor meget det mørke stof må vekselvirke med almindeligt stof. Mørkt stof der udsender lys En anden mulighed er at det mørke stof kan henfalde eller, hvis det er sin egen antipartikel, annihilere. Middellevetiden skal bare være tilstrækkelig stor til at der stadig er masser af det mørke stof tilbage i dag, selv om det blev dannet kort efter Big Bang. Neutralinoen, som er den bedste supersymmetriske kandidat til det mørke stof, er sin egen antipartikel og dermed et godt eksempel på annihilationer. Selv om neutralinoerne ikke annihilerer direkte til fotoner, er en del af slutproduktet altid fotoner, som på grund af neutralinoens masse vil have bølgelængder svarende til 15
9 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Gamma 149 Figur 7: Solen bevæger sig gennem Mælkevejens halo af mørkt stof så vi bombarderes med mørkt stof partikler ( martoff/sagenap/galaxy.gif). gammastråling. Det præcise signal fra det mørke stof vil afhænge af den specifikke model. For supersymmetriens vedkommende kan vi håbe at LHC 2 vil fortælle os mere om de tilladte parametre og dermed hvilket signal vi skal lede efter. Gammastråler er meget energirige og derfor teknisk svære at detekterer fordi de fleste materialer er gennemsigtige for så kortbølget stråling. Det kan være en af forklaringerne på hvorfor man endnu ikke har detekteret det svage (men mulige) lys fra annihilerende mørkt stof. Der er heldigvis mere følsomme teleskoper på vej. Går alt efter planen opsender NASA deres nye gamma-teleskop GLAST 3 til maj. Det skal kortlægge hele himlen i gammastråling og vil dermed hjælpe os i jagten på identiteten af det mørke stof. Følsomheden af GLAST er 17 gange bedre end forgængeren EGRET 4 og den rumlige opløsning er mere end dobbelt så god. Den rumlige opløsning er vigtigt, fordi vi ikke ved ret meget om hvor klumpet det mørke stof er fordelt i galaksen. Hvis det klumper meget, vil der være større sandsynlighed for at det annihilerer i klumperne, da tætheden er større og sandsynligheden for annihilationer er proportional med kvadratet på tætheden. 2 Large Hadron Collider ved CERN 3 Gamma ray Large Area Space Telescope 4 Energetic Gamma Ray Experiment Telescope 16
10 Gamma 149 Figur 8: Kortlægning af Universet med galaksetællingen 2dF ( TDFgg/). Usynlige legoklodser Selv om vi ikke ved hvor meget det mørke stof klumper i galakserne, ved vi en del om hvordan det klumper på større skala. Vi har set at det mørke stof dominerer tyngdekraften i galakser og galaksehobe, så hvis vi antager at det mørke stof tiltrækker og fastholder det lysende stof, kan vi bruge det til at spore fordelingen af det mørke stof. På Fig. 8 ses et plot af positionen og afstanden til ca galakser i en skive af himlen fra galaksetællingen 2dF 5. Det er helt tydeligt at galakserne ikke er jævnt fordelt, men klumpet sammen i strukturer. Dermed må det mørke stof også være klumpet i strukturer. Fig. 9 viser en computersimulering af strukturdannelsen i Universet, og man ser tydeligt samme slags struktur som for galakserne på Fig. 8. Uden at inddrage det mørke stof i simulationerne og ligningerne, kan man ikke reproducere de observerede strukturer, så det mørke stof er nødvendige, men usynlige, legoklodser i Universet. Der er andre teorier, der kan forklare enkeltstående observationer såsom rotationskurver, gassen i galaksehobe, strukturdannelsen mv., men endnu er det kun det mørke stof, der 5 2 Degree Field Galaxy Redshift Survey 17
11 Usynlige legoklodser - om mørkt stof i Universet Gamma 149 Figur 9: Strukturen af det mørke stof fra en computersimulering (Millenium Simulation). kan forklare alle observationerne tilfredsstillende. Det har så den ulempe at vi ikke aner, hvad det er, men vi lever i en spændende tid, hvor vi forhåbentlig kommer svaret nærmere. Og selv uden at kende identiteten af det mørke stof, kan vi sagtens gå ud en stjerneklar aften og lade os fascinere af alt det, der lyser... 18
Jagten på det mørke stof
Jagten på det mørke stof 115 Det lysende stof i universet, planeter, stjerner og gas, udgør kun en lille del af alt stof. Observationer viser, at stjerners og galaksers bevægelse er styret af langt større
Læs mereDe fire Grundelementer og Verdensrummet
De fire Grundelementer og Verdensrummet Indledning Denne teori går fra Universets fundament som nogle enkelte små frø til det mangfoldige Univers vi kender og beskriver også hvordan det tomme rum og derefter
Læs mereDet er tydeligt, at det er meget forskellige historier, som billederne fortæller. Se de orange ringe med forklaringer på billedet.
Mennesker har altid brugt det blotte øje til at udforske rummet med, men har udviklet sig til, at man har lavet mere og mere avancerede teleskoper. Optiske teleskoper bruger det synlige lys til observationer.
Læs mereMørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet
Mørk energi Anja C. Andersen, Dark Cosmology Centre, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er, at Universet udvider sig. Det var den
Læs mereNY KOSMOLOGI. Tilføjelse til Kapitel 14
1 NY KOSMOLOGI Tilføjelse til Kapitel 14 I marts 2013 kom de første resultater fra den europæiske Planck-satellit, der siden 2009 har studeret den kosmiske baggrundsstråling. Det er sket med en betydelig
Læs mereHvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI
Hvordan blev Universet og solsystemet skabt? STEEN HANNESTAD INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI HVAD BESTÅR JORDEN AF? HVILKE BYGGESTEN SKAL DER TIL FOR AT LIV KAN OPSTÅ? FOREKOMSTEN AF FORSKELLIGE GRUNDSTOFFER
Læs mereStjerner og sorte huller
Sorte huller 1 Erik Høg 18. januar 2008 Stjerner og sorte huller Der er milliarder af sorte huller ude i Verdensrummet Et af dem sidder i centrum af vores Mælkevej Det vejer fire millioner gange så meget
Læs mereStandardmodellen og moderne fysik
Standardmodellen og moderne fysik Christian Christensen Niels Bohr instituttet Stof og vekselvirkninger Standardmodellen Higgs LHC ATLAS Kvark-gluon plasma ALICE Dias 1 Hvad beskriver standardmodellen?
Læs mereMads Toudal Frandsen. frandsen@cp3- origins.net. Mørkt Stof 4% Dark. Dark 23% 73% energy. ma)er
Mads Toudal Frandsen frandsen@cp3- origins.net Mørkt Stof 4% Dark 73% energy Dark 23% ma)er Disposition! Ø Hvad er mørkt stof?! Astronomisk, partikelfysisk, astropartikelfysisk! Ø Hvorfor mørkt stof?!
Læs mereMørkt stof i Universet Oprindelsen af mørkt stof og masse
Mørkt stof i Universet Oprindelsen af mørkt stof og masse Mads Toudal Frandsen m.frandsen1@physics.ox.ac.uk NSFyn, SDU, 10 April, 2012! Outline! Introduction til universets sammensætning! Universet, mikroskopisk!
Læs mereMODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI
MODERNE KOSMOLOGI STEEN HANNESTAD, INSTITUT FOR FYSIK OG ASTRONOMI T (K) t (år) 10 30 10-44 sekunder 1 mia. 10 sekunder 3000 300.000 50 1 mia. He, D, Li Planck tiden Dannelse af grundstoffer Baggrundsstråling
Læs mereSupermassive sorte huller og aktive galaksekerner
Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner V.Beckmann / ESA Daniel Lawther, Dark Cosmology Centre, Københavns Universitet Supermassive sorte huller og aktive galaksekerner Vi skal snakke om: - Hvad
Læs mereMørkt stof og mørk energi
Mørkt stof og mørk energi UNF AALBORG UNI VERSITET OUTLINE Introduktion til kosmologi Den kosmiske baggrund En universel historietime Mørke emner Struktur af kosmos 2 KOSMOLOGI Kosmos: Det ordnede hele
Læs mereI dag. Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det?
Galakser 2014 F11 1 I dag Hvad er principperne i strukturdannelse i Universet og hvordan kan vi simulere det? Hvad fortæller simuleringerne os er der nogen forskelle/problemer i forhold hvad der observeres?
Læs mereMælkevejens kinematik. MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra.
Galakser 2014 F4 1 Mælkevejens kinematik MV er ikke massiv, så der vil være differentiel rotation. Rotationen er med uret set ovenfra. 2 Mælkevejens rotationskurve for R
Læs mereCHRISTIAN SCHULTZ 28. MARTS 2014 DET MØRKE UNIVERS CHRISTIAN SCHULTZ DET MØRKE UNIVERS 28. MARTS 2014 CHRISTIAN SCHULTZ
OUTLINE Hvad er kosmologi Observationer i astrofysik Hvorfor må vi have mørk energi og mørkt stof for at forstå observationerne? 2 KOSMOLOGI Kosmos: Det ordnede hele Logi: Læren om Kosmo+logi: Læren om
Læs merePraktiske oplysninger
Galakser 2014 F1 1 Praktiske oplysninger Forelæser Hans Kjeldsen, hans@phys.au.dk, 1520-527 Instruktor Magnus Johan Aarslev, maj@phys.au.dk, 1520, 4th floor Bog Extragalactic Astronomy and Cosmology, Schneider
Læs mereTidsskrift for fysik Forår 2008 Nr. 149
Gamma Γ Tidsskrift for fysik Forår 2008 Nr. 149 Gamma Gamma er grundlagt i 1971 og finansieres af Niels Bohr Institutet. Bladet udkommer 4 gange om året og fås gratis ved henvendelse til redaktionen. Vi
Læs mereHvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space
Hvorfor lyser de Sorte Huller? Niels Lund, DTU Space Først lidt om naturkræfterne: I fysikken arbejder vi med fire naturkræfter Tyngdekraften. Elektromagnetiske kraft. Stærke kernekraft. Svage kernekraft.
Læs mereDET USYNLIGE UNIVERS. STEEN HANNESTAD 24. januar 2014
DET USYNLIGE UNIVERS STEEN HANNESTAD 24. januar 2014 GANSKE KORT OM KOSMOLOGIENS UDVIKLING FØR 1920: HELE UNIVERSET FORMODES AT VÆRE NOGENLUNDE AF SAMME STØRRELSE SOM MÆLKEVEJEN OMKRING 30,000 LYSÅR GANSKE
Læs mereUniversets opståen og udvikling
Universets opståen og udvikling 1 Universets opståen og udvikling Grundtræk af kosmologien Universets opståen og udvikling 2 Albert Einstein Omkring 1915 fremsatte Albert Einstein sin generelle relativitetsteori.
Læs mereDenne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart.
Kære bruger Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Af hensyn til copyright indeholder den ingen fotos. Mvh Redaktionen Nye
Læs mereDannelsen af Galakser i det tidlige. Univers. Big Bang kosmologi Galakser Fysikken bag galaksedannelse. første galakser. Johan P. U.
Dannelsen af Galakser i det tidlige Johan P. U. Fynbo, Adjunkt Univers Big Bang kosmologi Galakser Fysikken bag galaksedannelse Observationer af de første galakser Et dybt billede af himlen væk fra Mælkevejens
Læs mereAf Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet
RØNTGENSTRÅLING FRA KOSMOS: GALAKSEDANNELSE SET I ET NYT LYS Af Lektor, PhD, Kristian Pedersen, Niels Bohr Instituttet, Københavns Universitet KOSMISK RØNTGENSTRÅLING Med det blotte øje kan vi på en klar
Læs mereLuminositetsfunktionen
Galakser 2014 F7 1 Luminositetsfunktionen Antalstæthed af galakser med luminositet L: Φ L Kræver kendskab til Galaksers luminositet Mange galakser Bias (lettest at se de klare) Schechter-funktionen er
Læs mereDet kosmologiske verdensbillede anno 2010
Det kosmologiske verdensbillede anno 2010 Baseret på foredrag afholdt i foreningen d. 6. maj 2010. Af Anja C. Andersen Niels Bohr Instituttet Københavns Universitet. Hvad består Universet egentlig af?
Læs merePartikelbevægelser i magnetfelter
Da fusion skal foregå ved en meget høj temperatur, 100 millioner grader, så der kan foregå en selvforsynende fusion, kræves der en metode til indeslutning af plasmaet, idet de materialer vi kender med
Læs mereVort solsystem Ny Prisma Fysik og kemi 8. Skole: Navn: Klasse:
Vort solsystem Ny Prisma Fysik og kemi 8 Skole: Navn: Klasse: Opgave 1 Hvilken måleenhed måles kræfter i? Der er 5 svarmuligheder. Sæt et kryds. joule newton pascal watt kilogram Opgave 2 Her er forskellige
Læs mereUniverset bliver mørkere og mørkere
Universet bliver mørkere og mørkere Af Signe Riemer-Sørensen, School of Physics and Mathematics, University of Queensland og Tamara Davis, School of Physics and Mathematics, University of Queensland samt
Læs merePå sporet af det mørke stof
26 FORSKNING På sporet af det mørke stof Det er mere end 80 år siden, at fysikere indså, at der er meget mere masse i Universet, end man umiddelbart kan se. Endnu har vi ikke afsløret, hvad dette mørke
Læs mereKOSMOS B STJERNEBILLEDER
SOL, MÅNE OG STJERNER STJERNEBILLEDER 1.1 Lav et stjernekort (1) 7 SOL, MÅNE OG STJERNER STJERNEBILLEDER 1.1 Lav et stjernekort (2) 8 SOL, MÅNE OG STJERNER STJERNEBILLEDER 1.2 Lav et horoskop 9 SOL, MÅNE
Læs mereBig Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole)
Big Bang og universets skabelse (af Jeanette Hansen, Toftlund Skole) Har du nogensinde tænkt på, hvordan jorden, solen og hele universet er skabt? Det er måske et af de vigtigste spørgsmål, man forsøger
Læs mereSuperstrenge: I grove træk (1)
Superstrenge Superstrenge Superstrenge i grove træk Kendte ubesvarede spørgsmål Standard modellen Hvorfor superstrenge? Historik og teori Hvor er fysikken? Det sidste; M-branes Hvad forklarer strengteori?
Læs mereDenne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart.
Kære bruger Denne pdf-fil er downloadet fra Illustreret Videnskabs website (www.illvid.dk) og må ikke videregives til tredjepart. Af hensyn til copyright indeholder den ingen fotos. Mvh Redaktionen Astronomer
Læs mereSolen og dens 8(9) planeter. Set fra et rundt havebord
En gennemgang af Størrelsesforhold i vort Solsystem Solen og dens 8(9) planeter Set fra et rundt havebord Poul Starch Sørensen September / 2012 Solen vores stjerne Masse: 1,99 x 10**30 kg Diameter: 1,4
Læs mereResumé fra sidst. Stjernerne i bulen er mere metalrige end i skiven
Galakser 2014 F3 1 Resumé fra sidst Mælkevejen består grundlæggende af en skive, en bule og en halo. Solen befinder sig sammen med spiralarmene i skiven i en afstand af ca. 8.0 kpc fra centrum af galaksen.
Læs mereTidsskrift for fysik Forår 2008 Nr. 149
Afsender: Gamma Niels Bohr Institutet Blegdamsvej 17 2100 København Ø Returneres ved varig adresseændring MAGASINPOST B Gamma Γ Tidsskrift for fysik Forår 2008 Nr. 149 Fortale..................................
Læs mereVariabel- sammenhænge
Variabel- sammenhænge Udgave 2 2009 Karsten Juul Dette hæfte kan bruges som start på undervisningen i variabelsammenhænge for stx og hf. Hæftet er en introduktion til at kunne behandle to sammenhængende
Læs mereBegge bølgetyper er transport af energi.
I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings
Læs mereTroels C. Petersen Lektor i partikelfysik, Niels Bohr Institutet
Troels C. Petersen Lektor i partikelfysik, Niels Bohr Institutet Big Bang til Naturfag, 6. august 2018 Skabelsesberetninger 2 Tidlig forestilling om vores verden 3 13.8 milliarder år siden Big Bang 4 Hubbles
Læs mereEINSTEINS RELATIVITETSTEORI
KAPITEL 3 EINSTEINS RELATIVITETSTEORI Newtons tyngdelov dannede det fundamentale grundlag for forståelsen af, hvordan tyngdekraften fungerer. Tyngdeloven siger, at der mellem to masser virker en tiltrækkende
Læs mereAfstand fra et punkt til en linje
Afstand fra et punkt til en linje Frank Villa 6. oktober 2014 Dette dokument er en del af MatBog.dk 2008-2012. IT Teaching Tools. ISBN-13: 978-87-92775-00-9. Se yderligere betingelser for brug her. Indhold
Læs mereAf Kristian Pedersen, Anja C. Andersen, Johan P. U. Fynbo, Jens Hjorth & Jesper Sollerman
DET MØRKE UNIVERS Når man en stjerneklar aften lægger nakken tilbage og betragter himlens myriader af stjerner, kan man let blive svimmel over at tænke på de helt enkle, men meget store spørgsmål der uvilkårligt
Læs mereSpiralgalakser - spiralstruktur
Galakser 2014 F6 1 Spiralgalakser - spiralstruktur Spiralstruktur skyldes formentligt en quasistatisk tæthedsbølge. Tæthedsbølger er områder med 10-20% højere massetæthed end gennemsnittet jf. en trafikprop.
Læs mereDansk referat. Dansk Referat
Dansk referat Stjerner fødes når store skyer af støv og gas begynder at trække sig sammen som resultat af deres egen tyngdekraft (øverste venstre panel af Fig. 6.7). Denne sammentrækning fører til dannelsen
Læs mereI dagligdagen kender I alle røntgenstråler fra skadestuen eller tandlægen.
GAMMA Gammastråling minder om røntgenstråling men har kortere bølgelængde, der ligger i intervallet 10-11 m til 10-16 m. Gammastråling kender vi fra jorden, når der sker henfald af radioaktive stoffer
Læs mereBroderisting Jytte Harboesgaard
Broderisting Jytte Harboesgaard Indholdsfortegnelse Forord 4 Indledning 5 Alfabetisk register 7 Register over broderede sting 12 Stingtegninger 27 Anvendte bøger 189 3 Forord Der ligger naturligvis mange
Læs mereOm tidernes morgen og hvad derpå fulgte
Sep. 2008 : 7: Faste billeder fra foredraget, men selve PowerPoint versionen benytter mange animationer, fx af universets udvidelse Om tidernes morgen og hvad derpå fulgte Universet siden Big Bang og videnskaben
Læs mereResumé fra sidst. Galakser samler sig i hobe. Der findes overordnet tre typer galakser: Spiraler, elliptiske og irregulære
Galakser 2014 F2 1 Resumé fra sidst Der findes overordnet tre typer galakser: Spiraler, elliptiske og irregulære For viden om galakseudvikling kigger vi primært på Mælkevejen For viden om galaksedannelse
Læs mereI dag. Er der cooling flows i centrum af hobe? Hvad er Sunyaev-Zeldovich effekten, og hvad kan den bruges til?
Galakser 2014 F10 1 I dag Er der cooling flows i centrum af hobe? Hvad er specielt ved The Bullet Cluster? Hvad er Sunyaev-Zeldovich effekten, og hvad kan den bruges til? Hvilke egenskaber for galaksehobe
Læs mereLæsevejledning til resultater på regionsplan
Læsevejledning til resultater på regionsplan Indhold 1. Overblik... 2 2. Sammenligninger... 2 3. Hvad viser figuren?... 3 4. Hvad viser tabellerne?... 5 5. Eksempler på typiske spørgsmål til tabellerne...
Læs mereFYSIK C. Videooversigt. Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi... 4. 43 videoer.
FYSIK C Videooversigt Intro video... 2 Bølger... 2 Den nære astronomi... 3 Energi... 3 Kosmologi... 4 43 videoer. Intro video 1. Fysik C - intro (00:09:20) - By: Jesper Nymann Madsen Denne video er en
Læs mereLHC, Higgs-partiklen og et stort hul i Texas
LHC, Higgs-partiklen og et stort hul i Texas Af Mads Toudal Frandsen Mads Toudal Frandsen er PhD på NBI og SDU, hvor han arbejder på Theory and Phenomenology of the Standard Model and Beyond. E-mail: toudal@
Læs mereNaturkræfter Man skelner traditionelt set mellem fire forskellige naturkræfter: 1) Tyngdekraften Den svageste af de fire naturkræfter.
Atomer, molekyler og tilstande 3 Side 1 af 7 Sidste gang: Elektronkonfiguration og båndstruktur. I dag: Bindinger mellem atomer og molekyler, idet vi starter med at se på de fire naturkræfter, som ligger
Læs mereDopplereffekt. Rødforskydning. Erik Vestergaard
Dopplereffekt Rødforskydning Erik Vestergaard 2 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk Erik Vestergaard 2012 Erik Vestergaard www.matematikfysik.dk 3 Dopplereffekt Fænomenet Dopplereffekt, som vi skal
Læs mereTheory Danish (Denmark)
Q3-1 Large Hadron Collider (10 point) Læs venligst de generelle instruktioner fra den separate konvolut, før du starter på denne opgave. Denne opgave handler om fysikken bag partikelacceleratorer LHC (Large
Læs mereDe 2D Constraints, der findes i programmet, er vist herunder (dimension er også en form for 2D Constraint). Fig. 298
Inventor 2011 - Del 1 Featuren Circular Pattern 2D Constraints Constraints er bindinger, der kan oprettes mellem de forskellige elementer i fx en Sketch. Du har allerede arbejdet med nogle af dem, programmet
Læs mereLUP læsevejledning til regionsrapporter
Indhold 1. Overblik... 2 2. Sammenligninger... 2 3. Hvad viser figuren?... 3 4. Hvad viser tabellerne?... 5 5. Eksempler på typiske spørgsmål til tabellerne... 6 Øvrigt materiale Baggrund og metode for
Læs mereSolen - Vores Stjerne
Solen - Vores Stjerne af Christoffer Karoff, Aarhus Universitet På et sekund udstråler Solen mere energi end vi har brugt i hele menneskehedens historie. Uden Solen ville der ikke findes liv på Jorden.
Læs mereI dag. Er der mørkt stof i elliptiske og spiralgalakser? Hvordan karakteriserer vi galakser?
Galakser 2014 F5 1 I dag Hvordan karakteriserer vi galakser? Hvorfor er elliptiske galakser elliptiske? Er der afvigelser fra ellipticitet? Er der mørkt stof i elliptiske og spiralgalakser? Hvordan ser
Læs meregalakser, vi kender. Vi forventer, at lysets hastighed er den samme i Andromedagalaksen som her.
Mørkt stof Da jeg var fysik-astronomi studerende var mørkt stof det forholdsvis ny opdaget mysterium. Jeg må indrømme at jeg var mega-skeptisk. Jeg tænkte; når først vi får bedre observationer vil det
Læs mereUFAGLÆRTE HAR FORTSAT DE MEST USIKRE JOB
28. januar 28 af Kristine Juul Pedersen direkte tlf. 3355 7727 Resumé: UFAGLÆRTE HAR FORTSAT DE MEST USIKRE JOB Selvom beskæftigelsen er steget, bliver der nedlagt lige så mange ufaglærte job i dag som
Læs mereMODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET
MODUL 3 OG 4: UDFORSKNING AF RUMMET Hubble Space Telescope International Space Station MODUL 3 - ET SPEKTRALT FINGERAFTRYK EM-STRÅLINGS EGENSKABER Elektromagnetisk stråling kan betragtes som bølger og
Læs mereThe Big Bang. Først var der INGENTING. Eller var der?
Først var der INGENTING Eller var der? Engang bestod hele universet af noget, der var meget mindre end den mindste del af en atomkerne. Pludselig begyndte denne kerne at udvidede sig med voldsom fart Vi
Læs mereKvalifikationsbeskrivelse
Astrofysik II Kvalifikationsbeskrivelse Kursets formål er at give deltagerne indsigt i centrale aspekter af astrofysikken. Der lægges vægt på en detaljeret beskrivelse af en række specifikke egenskaber
Læs mereVerdens alder ifølge de højeste autoriteter
Verdens alder ifølge de højeste autoriteter Alle religioner har beretninger om verdens skabelse og udvikling, der er meget forskellige og udsprunget af spekulation. Her fortælles om nogle få videnskabelige
Læs mere24 Jagten på de ekstra dimensioner
Jagten på de ekstra dimensioner Af Jørgen Beck Hansen, Niels Bohr Institutet, Københavns Universitet. Idéen om ekstra dimensioner ud over vores, fra dagligdagen, velkendte fire dimensioner, har eksisteret
Læs mereAfstande i Universet afstandsstigen - fra borgeleo.dk
1/7 Afstande i Universet afstandsstigen - fra borgeleo.dk Afstandsstigen I astronomien har det altid været et stort problem at bestemme afstande. Først bestemtes afstandene til de nære objekter som Solen,
Læs mere6 Plasmadiagnostik 6.1 Tætheds- og temperaturmålinger ved Thomsonspredning
49 6 Plasmadiagnostik Plasmadiagnostik er en fællesbetegnelse for de forskellige typer måleudstyr, der benyttes til måling af plasmaers parametre og egenskaber. I fusionseksperimenter er der behov for
Læs mereAlt det vi IKKE ved Morten Medici Januar 2019
Alt det vi IKKE ved Morten Medici Januar 2019 Universets historie Første atomer 379.000 år Udviklingen af galakser, planeter, etc. Big Bang Hubbleteleskopet Første stjerner omkring 200 millioner år Big
Læs mereAntistofteorien, en ny teori om universets skabelse.
Antistofteorien, en ny teori om universets skabelse. Hvad er mørk energi? Big Bang har længe været en anerkendt model for universets skabelse. Den har imidlertid mange mangler. For at forklare universets
Læs mereProjekt 10.1 Er der huller i Euklids argumentation? Et moderne aksiomsystem (især for A)
Projekt 10.1 Er der huller i Euklids argumentation? Et moderne aksiomsystem (især for A) Indhold Introduktion... 2 Hilberts 16 aksiomer Et moderne, konsistent og fuldstændigt aksiomsystem for geometri...
Læs mereTal, funktioner og grænseværdi
Tal, funktioner og grænseværdi Skriv færdig-eksempler der kan udgøre en væsentlig del af et forløb der skal give indsigt vedrørende begrebet grænseværdi og nogle nødvendige forudsætninger om tal og funktioner
Læs mereI dag. Quasar absorptionslinjer. Hvordan er massen fordelt i hobene? Hvad er forskellen på en hob og en gruppe?
Galakser 2014 F9 1 I dag Quasar absorptionslinjer. Hvad er forskellen på en hob og en gruppe? Hvad finder vi i den lokale gruppe, og hvordan bestemmer vi dens masse? Hvad er forskellen på en regulær og
Læs mereStatistikkompendium. Statistik
Statistik INTRODUKTION TIL STATISTIK Statistik er analyse af indsamlet data. Det vil sige, at man bearbejder et datamateriale, som i matematik næsten altid er tal. Derved får man et samlet overblik over
Læs mereUdsatte børn og unge Samfundets udgifter til anbragte børn
NOTAT Udsatte børn og unge Samfundets udgifter til anbragte børn Udarbejdet af LOS, januar 2010 Samfundets udgifter til gruppen af udsatte børn og unge har i stigende grad været i fokus gennem de seneste.
Læs mereSolens dannelse. Dannelse af stjerner og planetsystemer
Solens dannelse Dannelse af stjerner og planetsystemer Dannelsen af en stjerne med tilhørende planetsystem er naturligvis aldrig blevet observeret som en fortløbende proces. Dertil tager det alt for lang
Læs mereTeoretiske Øvelser Mandag den 31. august 2009
agpakke i Astronomi: Introduktion til Astronomi Hans Kjeldsen hans@phys.au.dk 3. august 009 Teoretiske Øvelser Mandag den 31. august 009 Øvelse nr. 1: Keplers og Newtons love Keplers 3. lov giver en sammenhæng
Læs mereDen svingende streng
Den svingende streng Stig Andur Pedersen October 2, 2009 Ufuldstændigt udkast. Abstract 1 I det 18. århundrede blev differential- og integralregningen, som var introduceret af Newton, Leibniz og mange
Læs mereI dag. Hvad adskiller aktive galakser fra normale galakser? Hvilken betydning har skiven omkring det sorte hul?
Galakser 2014 F8 1 I dag Hvad adskiller aktive galakser fra normale galakser? Hvad er en quasar og hvordan ser spektret fra sådan en ud? Hvilke andre typer af aktive galakser findes der, og hvad er deres
Læs mereTALTEORI Wilsons sætning og Euler-Fermats sætning.
Wilsons sætning og Euler-Fermats sætning, marts 2007, Kirsten Rosenkilde 1 TALTEORI Wilsons sætning og Euler-Fermats sætning. Disse noter forudsætter et grundlæggende kendskab til talteori som man kan
Læs mereAfstandsformlerne i Rummet
Afstandsformlerne i Rummet Frank Nasser 12. april 2011 c 2008-2011. Dette dokument må kun anvendes til undervisning i klasser som abonnerer på MatBog.dk. Se yderligere betingelser for brug her. Bemærk:
Læs mereTemaopgave: Parameterkurver Form: 6 timer med vejledning Januar 2010
Temaopgave: Parameterkurver Form: 6 timer med vejledning Januar 1 Parameterkurver Vi har tidligere set på en linjes parameterfremstilling, feks af typen: 1 OP = t +, hvor t R, og hvor OP er stedvektor
Læs mereGenerelt indtryk. Objektivet har 15 linser (glas) i 11 grupper. Der er otte lameller.
Generelt indtryk Tamron Adaptall SP 60-300mm f/3,8-5,4 er et stort, lækkert objektiv som blev produceret i perioden 1983-2000. Objektiver er bygget i metal og glas og vejer hele 870 gr. Det stikker mellem
Læs mereDobbeltspalte-eksperimentet. Lad os først se lidt nærmere på elektroner, som skydes imod en skærm med en smal spalte:
Dobbeltspalte-eksperimentet Nogle af kvantemekanikkens særheder kan illustreres med det såkaldte dobbeltspalte-eksperiment, som er omtalt side 73 i Atomernes vilde verden. Rent historisk fandt man elektronen
Læs mereHubble relationen Øvelsesvejledning
Hubble relationen Øvelsesvejledning Matematik/fysik samarbejde Henning Fisker Langkjer Til øvelsen benyttes en computer med CLEA-programmet Hubble Redshift Distance Relation. Galakserne i Universet bevæger
Læs mereAPV og trivsel 2015. APV og trivsel 2015 1
APV og trivsel 2015 APV og trivsel 2015 1 APV og trivsel 2015 I efteråret 2015 skal alle arbejdspladser i Frederiksberg Kommune udarbejde en ny grundlæggende APV og gennemføre en trivselsundersøgelse.
Læs mereDeltidsansattes psykiske arbejdsmiljø
1 Deltidsansattes psykiske arbejdsmiljø Deltidsansatte oplever oftere end fuldtidsansatte psykiske belastninger i deres job. Det tyder dog ikke på, at det skyldes tidspres og andre arbejdsmæssige faktorer.
Læs mereHvordan hænger det sammen? Hvad betyder det? Brug og misbrug
ADHD og misbrug Hvordan hænger det sammen? 04 Hvad betyder det? 05 Brug og misbrug 07 Hvordan virker usunde stimulanser på en ADHD-hjerne? 08 Ungdomsliv 10 Hvem taler man med? 11 04 ADHD er en forstyrrelse
Læs mereLyset fra verdens begyndelse
Lyset fra verdens begyndelse 1 Erik Høg 11. januar 2007 Lyset fra verdens begyndelse Længe før Solen, Jorden og stjernerne blev dannet, var hele universet mange tusind grader varmt. Det gamle lys fra den
Læs mere2 7/8/2005 SUPERNOVAER KASTER LYS OVER MØRK ENERGI
SUPERNOVAER KASTER LYS OVER MØRK ENERGI En af de mest opsigtsvækkende opdagelser inden for astronomien er at Universet udvider sig (fig. 1). Det var den amerikanske astronom Edwin Hubble der i 1920 erne
Læs mereMODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING
MODUL 1-2: ELEKTROMAGNETISK STRÅLING MODUL 1 - ELEKTROMAGNETISKE BØLGER I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling (EM- stråling). I skal lære noget om synligt lys, IR- stråling, UV-
Læs mereKosmologi supplerende note
Kosmologi supplerende note. November 015. Michael A. D. Møller. side 1/10 Kosmologi supplerende note Denne note omhandler skalafaktoren for Universets ekspansion, og i modellen er inkluderet de seneste
Læs mereBegge bølgetyper er transport af energi.
I 1. modul skal I lære noget omkring elektromagnetisk stråling(em-stråling). Herunder synligt lys, IR-stråling, Uv-stråling, radiobølger samt gamma og røntgen stråling. I skal stifte bekendtskab med EM-strålings
Læs mereØkonomisk Analyse. Konkurser i dansk erhvervsliv
Økonomisk Analyse Konkurser i dansk erhvervsliv NR. 4 28. juni 211 2 Konkurser i dansk erhvervsliv Under den økonomiske krise steg antallet af konkurser markant. I 29 gik 5.71 virksomheder konkurs mod
Læs mereGo On! 7. til 9. klasse
Go On! 7. til 9. klasse Fra skoleåret 2013 / 2014 Introduktion til linjer Alle er genier. Men hvis du dømmer en fisk på dens evne til at klatre i træer, vil den leve hele sit liv i den tro, at den er dum.
Læs mereObservationelle Værktøjer
Observationelle Værktøjer Et værktøjskursus. Afsluttes med en rapport på ca. 10-15 sider (IKKE et Bachelor Projekt!). Tenerife Kursus (Januar 2010?). Matlab programmering. Øvelser i 1525-319, Instruktor:
Læs mereSTJERNESKUDDET MEDLEMSBLAD FOR ØSTJYSKE AMATØR ASTRONOMER
STJERNESKUDDET MEDLEMSBLAD FOR ØSTJYSKE AMATØR ASTRONOMER Så er det nu Hvilket? ---- se side 7 Marts 2008 ØSTJYSKE AMATØR ASTRONOMER Ole Rømer Observatoriet Observatorievejen 1 8000 Århus C www.oeaa.dk
Læs mereAfleveringsopgaver i fysik
Afleveringsopgaver i fysik Opgavesættet skal regnes i grupper på 2-3 personer, helst i par. Hver gruppe afleverer et sæt. Du kan finde noget af stoffet i Orbit C side 165-175. Opgave 1 Tegn atomerne af
Læs mere