Festiwal Nauki - 2001 Politechnika Warszawska Wydział Fizyki

Przeżyjmy to jeszcze raz ! Jan Pluta Wydział Fizyki Politechniki Warszawskiej Zakład Fizyki Jądrowej Pracownia Reakcji Ciężkich Jonów BIG BANG (WIELKI WYBUCH) Przeżyjmy to jeszcze raz !

Krótka historia Wszechświata

Parę faktów z rozwoju naszej wiedzy: Lata dwudzieste XX wieku - obserwacja „poczerwienienia” widm gwiazd z odległych galaktyk 1929 - Edwin Hubble - przesuniecie widma ku czerwieni jest wprost proporcjonalne do odległości od galaktyki galaktyki oddalają się od nas i to tym szybciej im sa dalej wszechświat nie jest statyczny, ale się rozszerza (rewolucja naukowa) aż dziwne, ze nikt nie wpadł na to wcześniej, np. Newton wskutek sił grawitacyjnych statyczny wszechświat musiałby się zapadać (!?) Einstein wprowadził tzw. stałą kosmologiczną, by pogodzić statyczny wszechświat z ogólną teorią względności...

rosyjski fizyk Aleksander Friedmann 1922: wszechświat wygląda tak samo niezależnie od kierunku jest to niezależne od miejsca obserwacji potwierdzenie: 1965 Penzias i Wilson - szum galaktyczny

Wszechświat się rozszerza: trzy hipotezy: powoli - siła ciążenia stopniowo powstrzymuje ekspansję i wszechświat zaczyna się kurczyć (wszechświat jest skończony - zakrzywienie przestrzeni, skończona jest przestrzeń i czas) [c] szybciej niż pewna wartość - grawitacja nie jest w stanie powstrzymać ekspansji [a] szybkość ekspansji bliska wartości krytycznej - ekspansja zbliża się do zera, ale wszechświat się nie kurczy [b] Istotne są dwa czynniki: szybkość ekspansji i gęstość materii.

Moment Wielkiego Wybuchu odległość między galaktykami równa zeru gęstość materii, krzywizna czasoprzestrzeni - nieskończone (osobliwość w opisie matematycznym) brak informacji o tym - co było przed Wielkim Wybuchem to, co było przedtem nie ma wpływu na to, co stało się potem Czas rozpoczął się w chwili Wielkiego Wybuchu. Hipoteza alternatywna - teoria stanu stacjonarnego powstawanie nowych galaktyk w miejsce oddalających się galaktyk już istniejących ===> stała liczba galaktyk na jednostkę objętości pomimo rozszerzania się. W świetle wielu faktów - hipoteza została odrzucona.

Skoro wszechświat był mały - musiał podlegać opisowi przez mechanikę kwantową ===> połączenie ogólnej teorii względności z teorią kwantów zasada nieoznaczoności - fundamentalna własność świata element przypadkowości i nieprzewidywalności ===> opis statystyczny Możliwość wspólnego opisu oddziaływań silnych i elektrosłabych ===> teoria wielkiej unifikacji (GUT)

Jakie są najmniejsze składniki materii ?

Etapy rozwoju wszechświata

Au+Au 200GeV STAR E=mc2

RHIC - Relativistic Heavy Ion Collider (Relatywistyczny Zderzacz Ciężkich Jonów)

Brookhaven National Laboratory, Long Island (USA)

BNL - schemat układu akceleracyjnego

STAR RHIC Solenoidal Tracker At RHIC (Solenoidalny Tropiciel na RHIC) Relativistic Heavy Ion Collider (Zderzacz Relatywistycznych Ciężkich Jonów) Miejsce: Brookhaven National Laboratory, (Long Island, New York, USA) Czas: 2000r - ... Energia: Ecms = 200GeV

Budowa detektora wierzchołkowego SVT

Kolejny etap konstrukcji detektora STAR

ALICE A Large Ion Collider Experiment ( Wielki Eksperyment Zderzacza Jonów) Miejsce: CERN - European Laboratory for Particle Physics (Europejskie Laboratorium Fizyki Cząstek) (Genewa, Szwajcaria/Francja) Czas: 2005 r. Energia: Ecms= 6000 GeV

CERN - schemat układu akceleracyjnego

CERN - podziemny tunel LEP/LHC

Rose Center for Earth and Space, New York Spirala historii Wszechświata - 360 stóp każdy krok, to 75 milionów lat