Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos Kaikkeudesta Syksy Räsänen Helsingin yliopisto, fysiikan laitos ja Fysiikan tutkimuslaitos Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Päämääriä Kosmologia tutkii maailmankaikkeutta kokonaisuutena. Kehitys, ainesisältö, rakenteet, laajeneminen. Maailmankaikkeuden sisältämät kappaleet kiinnostavat vain sen kautta, mitä ne kertovat kokonaisuudesta. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Keinoja Yleinen suhteellisuusteoria kertoo, miten aika- avaruus käyttäytyy, kun siinä on tietynlaista ainetta. Kosmologiassa tarvitaan hiukkasfysiikkaa, ydinfysiikkaa, atomifysiikkaa, statistista fysiikkaa, ... Läheinen suhde hiukkasfysiikkaan ja tähtitieteeseen. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Lapsuus 1915: Yleinen suhteellisuusteoria löydetään 1917-1922: Ensimmäiset kosmologiset mallit esitetään 1924: Muiden galaksien olemassaolo todetaan 1927-1929: Maailmankaikkeuden laajeneminen havaitaan Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Murrosikä Kosmologiassa on tapahtunut viimeisen 20 vuoden aikana tapahtunut suurin murros sitten 1920-luvun. Edistys on tullut havainnoista. Havaintojen määrä ja tarkkuus on kasvanut siinä määrin, että puhutaan täsmäkosmologiasta. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Kosmologian aikakaudet t (∝ E-2) T Tapahtuma 14 Gyr 1 K tänään 10 Gyr 1 K laajeneminen kiihtyy 400 Myr 100 K reionisaatio 40 Myr 100 K ensimmäiset rakenteet 400 000 yr 1000 K valo ja aine eroavat 50 000 yr 104 K materia saa säteilyn kiinni 3-30 min 109 K Big Bang Nucleosynthesis 10-5 s 1012 K QCD-faasitransitio (?) 10-11 s 1015 K sähköheikko faasitransitio (?) 10-13…10-36 s 107…1020 K baryogeneesi? 10-13…10-36 s 1016…1029 K inflaatio? 10-13…10-42 s 1016…1032 K kvanttigravitaatio?

COBE 1992 http://map.gsfc.nasa.gov/ Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

WMAP 2003 http://map.gsfc.nasa.gov/ Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Planck 2013 Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013 http://sci.esa.int/science-e/www/object/index.cfm?fobjectid=47333 Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Suuren mittakaavan rakenne arXiv:astro-ph/0604561, Nature 440:1137.2006 Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Euclid ESA päätti Euclid-satelliitin toteuttamisesta kesäkuussa 2012. Taivaalle 2019. Kartoittaa puolet taivaasta. Fysiikan laitos mukana. Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Tyypin Ia supernovat Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Fysiikan Nobel-palkinto 2011 “maailmankaikkeuden kiihtyvän laajenemisen löytämisestä kaukaisten supernovien havaintojen kautta” Saul Perlmutter Brian P. Schmidt Adam G. Riess Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013

Kiihtyvä laajeneminen Havaintojen mukaan etäisyydet ovat odotettua pidempiä ja laajenemisnopeus on suurempi, noin tekijällä 2. Kolme mahdollista selitystä: Pimeä energia (on ainetta, jonka paine on negatiivinen) Muokattu gravitaatio (yleinen suhteellisuusteoria ei päde) Rakenteiden vaikutus (yleisen suhteellisuusteorian epälineaariset efektit ovat merkittäviä) Masterclass-luento, Helsingin yliopisto, 4.3.2013