Van de Oerknal naar het leven(natuurkundedeel)

Inleidend collegeMarcel Vonk

30 januari 2013

2/28

Van de Oerknal naar het leven

De rode draad in de drie deelcolleges

is energie. Energie kent vele

vormen…

…maar waar komt al die energie

eigenlijk vandaan?

3/28

Van de Oerknal naar het leven

Edwin Hubble ontdekte in

1929 dat ver gelegen

sterrenstelsels van ons af

bewegen.

4/28

Van de Oerknal naar het leven

Hoe verder een stelsel weg staat, hoe

sneller het van ons af beweegt.

Tweemaal zo ver, tweemaal zo snel.

5/28

Van de Oerknal naar het leven

Conclusie: alle materie in het Heelal

was op een bepaald moment in het

verleden op dezelfde plek.

Oerknal!

6/28

Van de Oerknal naar het leven

Kunnen we nog iets van de Oerknal

zien? Jazeker, want zelfs licht reist

met een eindige snelheid.

Ver weg kijken

=in het verleden kijken!

7/28

Van de Oerknal naar het leven

Als we naar een ver object kijken,

zien we licht dat heel lang geleden is

vertrokken.

8/28

Van de Oerknal naar het leven

Kunnen we zo licht opvangen dat vlak

na de oerknal is uitgezonden?

9/28

Van de Oerknal naar het leven

Kunnen we zo licht opvangen dat vlak

na de oerknal is uitgezonden?

Helaas niet.

10/28

Van de Oerknal naar het leven

Kort na de oerknal was het heelal

gevuld met een hete “soep” van

elementaire deeltjes.

Deze oersoep was ondoorzichtig.

11/28

Van de Oerknal naar het leven

Pas zo’n 380.000 jaar na de oerknal

werd het heelal doorzichtig. (We

zullen in het college zien waarom.)

Verder terugkijken kan dus niet!

12/28

Van de Oerknal naar het leven

Toch is 380.000 jaar nog vrij “kort” na

de oerknal. We kunnen dus proberen

een zo goed mogelijke foto van de

oerknal te maken.

13/28

Van de Oerknal naar het leven

Kosmische achtergrondstraling (microgolf)

14/28

Van de Oerknal naar het leven

Dit is een schitterend resultaat, maar

het roept ook vragen op.

1) Waarom is de achtergrondstraling

zo homogeen?

15/28

Van de Oerknal naar het leven

De heldere en zwakke gebieden

verschillen minder dan 0.001% in

intensiteit…

…maar de gebieden lijken nooit met

elkaar in contact te zijn geweest!

16/28

Van de Oerknal naar het leven

Om dit raadsel op te lossen moeten

we ruimte en tijd beter begrijpen.

Relativiteitstheorie!

17/28

Van de Oerknal naar het leven

Het idee van inflatie lost dit probleem

op, maar leidt tot een nieuwe vraag:

2) Hoe zijn deze enorme structuren

verbonden met minuscuul kleine?

18/28

Van de Oerknal naar het leven

Om deze vraag te beantwoorden

moeten we het allerkleinste beter

begrijpen.

Quantummechanica!

19/28

Van de Oerknal naar het leven

Als we de fysica rond de oerknal

begrijpen wordt de laatste vraag:

3) Hoe is uit deze “oersoep” de huidige

structuur in het heelal onstaan?

20/28

Van de Oerknal naar het leven

21/28

Van de Oerknal naar het leven

We zullen zien hoe sterren zijn

onstaan, en hoe in die sterren alle

elementen zijn ontstaan.

(“Nucleosynthese”)

22/28

Van de Oerknal naar het leven

Opbouw van het college:

• Speciale relativiteit (1 college)

• Algemene relativiteit & oerknal (2)

• Thermodynamica (1)

• Quantummechanica (1)

• Van oerknal tot nucleosynthese (1)

23/28

Van de Oerknal naar het leven

Praktische opmerkingen:

• Natuurkunde is niet alleen nadenken,

maar ook rekenen.

• “Rekenen” betekent

ook: afleiden.

• Maak goed gebruik

van de 4 werkcolleges!

24/28

Van de Oerknal naar het leven

Colleges:

• Stof in syllabus (blackboard)

• Het boek als achtergrond (H1-4)

• Powerpointpresentaties (bb)

• Rekenwerk en afleidingen

op het bord

• Maak aantekeningen!

25/28

Van de Oerknal naar het leven

Werkcolleges:

• Mee: syllabus (blackboard)

• Mee: rekenmachine.

• A & C: Anna Gimbrère

• B & D: Paul de Lange / Lodewijk

Nauta

• B & D, do 7 februari: filmopnamen

26/28

Van de Oerknal naar het leven

Deeltentamen:

• 3 opgaven

• 2 multiple-choicevragen

per opgave (kennis, redeneren)

• 3 open vragen per opgave

(redeneren, rekenen, afleiden)

• De worksheets kunnen maken = het

tentamen kunnen halen!

Maandag 18 feb

14:00-16:00

27/28

Van de Oerknal naar het leven

Vragen?

m.l.vonk@uva.nl

28/28

Van de Oerknal naar het leven

Eerste college:

Maandag 17:00-19:00