Astronomska inflacija

Astronomska inflacijaMilan Milošević

Departman za fiziku, Prirodno-matematički fakultet

www.svetnauke.org

Festival “Nauk nije bauke 5”, Niš, 30. mart 2013

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 graniceInflacija u 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.

Vesti, 2011. godina

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

markuMađarska, 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

Bilo je to ovako...

www.svetnauke.org

Kako je sve počelo?Ne tako davno, pre nekoliko godina,

tačnije....

Pre ~ 14 milijardi godina!

“Veliki prasak”Ž. Lemetre (ideja), Dž. Gamov (model)

Fridmanove jednačineAleksandar Fridman (1888-

1925)

Jednačine koje opisuju dinamiku širenja homogenog i izotropnog svemira

Kosmološki principSvemir je homogen i izotropanU bilo kom trenutku, svemir izgleda isto iz

svake tačke prostora i u svim pravcimaVaži na velikim rastojanjima!

izotropan homogen

Fridmanovi modeli

Posmatrački parametriU jednačinama parametri od kojih zavisi

evolucija svemira i njegova budućnost

Parametri se određuju na osnovu posmatranjaBrzina širenja, H0

Parametar gustine,

Parametar usporavanja, q0

Brzina širenja, H0Hablova konstantaLako meri, važna ulogaHablova merenja, 1929. godineLinearna veza brzine i rastojanja, v=H0rMerenje rastojanja

Parametar gustine, Kritična gustina – odgovara ravnoj

geometriji svemira (k = 0)

Zavisi od Hablove konstante => funkcija vremena

Trenutna vrednost:Jedna galaksija po megaparseku

Parametar gustine

Parametar usporavanja, q0Hablov parametar, i brzina širenja, menja

tokom vremenaParametar usporavanja opisuje brzinu

promene Hablove konstanteNije nezavistan od H0 i ali veza zavisi

od vrste materije; određuje merenjemPoslednja decenija XX veka - q0 < 0 ! ! !Svemir se širi ubrzano!

www.svetnauke.org

Zašto inflacija?

Problem ravne geometrije

Problem horizonta

Problem velikih kosmičkih struktura

www.svetnauke.org

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!

Neophodno “fino” podešavanje

Problem horizonta

Jedan od najvažnijih nedostataka

(ne)mogućnost komunikacije između udaljenih delova svemira

Svetlost prelazi konačno rastojanje => vidljiv svemir

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

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!

Problem velikih struktura: Kako su nastale galaksije ako je svemir homogne?

Kako je nastala termodinamička ravnoteža?

“Signal” stiže iz suprotnih pravaca, koji nisu mogli da komuniciraju

www.svetnauke.org

a(t) ~ eHt

Malo istorijeAjnštajn (1915) – Opšta teorija relativnostiFridman (1922) – rešenja Ajnštajnovih jednačinaHabl(1929) – crveni pomak, svemir se širiGamov (1946) – osnova modela Velikog praskaPenzias i Vilson (1965) – otkriće CMB zračenjaGut i Sato (1981) – “stara” inflacijaLinde, Albreht, Štajnhard (1982) – “nova”

inflacijaLinde (1983) – haotična inflacija

InflacijaRavna geometrija

Uslov inflacije primoravaukupnu gustinu da sepribliži jedinici

HorizontSvemir se širi ali ne menjaju se karakteristične

dimenzije, mali deo svemira poraste do višestruko većih dimenzija od vidljivog svemira

Inflacija

Velike strukturePredviđanja modela

odgovaraju fluktuacijamau CMB zračenju

ModeliPrvi 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

Najjednostavniji modelKosmološka konstanta

Kraj inflacije – energija prelazi u običnu materiju

U periodu ranog svemira, 10-34 sekunde, energija ~1016 GeV

Dimenzije povećaju 1060 puta

Inflacija (ni)je...

Nije konačna i kompletna teorija

Jeste matematički model, koji sa velikom tačnošću opisuje ono što vidimo i merimo

www.svetnauke.org

Tamna strana svemira?

Tamna energija slična je inflaciji, ali energija je mnogo manja ~10-12 GeV

Planck – mart 2013

Rezultati:Starost svemira: 13,8 milijardi godina

Hablova konstanta: 67.15 km/s/Mpc

Struktura:Tamna materija 26.8%Tamna energija 68,3%Materija 4,9%

www.svetnauke.org

Kraj... ?Odgovori se nalaze u fizici čestica i visokih

energijaPrvi put možemo da testiramo teorijske

modele ranog svemiraKosmologija i inflacija ulaze u “porodicu”

egzaktnih naukaDaleko smo od pravog modela, ali nalazimo

se na dobrom putu

Milan Miloševićwww.svetnauke.org

[email protected]/univerzum