Oerknal - Lecture 0

Van de Oerknal naar het leven(natuurkundedeel)

Inleidend collegeMarcel Vonk

15 januari 2014

2/29

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?

3/29


Edwin Hubble ontdekte in

1929 dat ver gelegen

sterrenstelsels van ons af

bewegen.

4/29


Hoe verder een stelsel weg staat, hoe

sneller het van ons af beweegt.

Tweemaal zo ver, tweemaal zo snel.

5/29


Conclusie: alle materie in het Heelal

was op een bepaald moment in het

verleden op dezelfde plek.

Oerknal!

6/29


Kunnen we nog iets van de Oerknal

zien? Jazeker, want zelfs licht reist

met een eindige snelheid.

Ver weg kijken

=in het verleden kijken!

7/29


Als we naar een ver object

kijken, zien we licht dat heel lang

geleden is vertrokken.

8/29


Kunnen we zo licht opvangen dat vlak

na de oerknal is uitgezonden?

9/29


Kunnen we zo licht opvangen dat vlak

na de oerknal is uitgezonden?

Helaas niet.

10/29


Kort na de oerknal was het heelal

gevuld met een hete “soep” van

elementaire deeltjes.

Deze oersoep was ondoorzichtig.

11/29


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!

12/29


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.

13/29


Kosmische achtergrondstraling (microgolf)

14/29


Dit is een schitterend resultaat, maar

het roept ook vragen op.

1) Waarom is de achtergrondstraling

zo homogeen?

15/29


De heldere en zwakke gebieden

verschillen minder dan 0.001% in

intensiteit…

…maar de gebieden lijken nooit met

elkaar in contact te zijn geweest!

16/29


Om dit raadsel op te lossen moeten

we ruimte en tijd beter begrijpen.

Relativiteitstheorie!

17/29


Het idee van inflatie lost dit probleem

op, maar leidt tot een nieuwe vraag:

2) Hoe zijn deze enorme structuren

verbonden met minuscuul kleine?

18/29


Om deze vraag te beantwoorden

moeten we het allerkleinste beter

begrijpen.

Quantummechanica!

19/29


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?

20/29


21/29


We zullen zien hoe sterren zijn

onstaan, en hoe in die sterren alle

elementen zijn ontstaan.

(“Nucleosynthese”)

22/29


Opbouw van het college:

• Speciale relativiteit (1 college)

• Algemene relativiteit & oerknal (2)

• Thermodynamica (1)

• Quantummechanica (1)

• Van oerknal tot nucleosynthese (1)

23/29


Maar… natuurkunde is niet alleen maar

theorie!

• Demonstratieproeven in college

• Demonstratieproeven in het lab

• Rondleiding langs de laboratoria

• Verslag

(1 vrijdag)

24/29


Praktische opmerkingen:

• Natuurkunde is niet alleen

nadenken, maar ook rekenen.

• “Rekenen” betekent

ook: afleiden.

• Maak goed gebruik

van de 4 werkcolleges!

25/29


Colleges:

• Stof in syllabus (blackboard)

• Powerpointpresentaties (bb)

• Rekenwerk en afleidingen

op het bord

• Maak aantekeningen!

26/29


Werkcolleges:

• Mee: syllabus (blackboard)

• Mee: rekenmachine.

• A & D: Jorrit Bootsma

• B & E: David Hendriks

• C & F: Stephen Skocpol

27/29


Deeltentamen:

• 3 opgaven

• 2 multiple-choicevragen

per opgave (kennis, redeneren)

• 2-4 open vragen per opgave

(redeneren, rekenen, afleiden)

• Wie de werkcollegeopgaven kan

maken, kan het tentamen halen!

Maandag 17 feb

17:00-19:00

28/29


Vragen?

[email protected]

29/29


Eerste college:

Maandag 3 februari

11:00-13:00

Oerknal - Lecture 0

Education

Transcript of Oerknal - Lecture 0