Letenka 2007.

Mmm... palačinke Mmm... palačinke Sastojci:• 3 jaja• 300 g brašna• 3 dl mleka• 1 dl vode

(mineralne)• 2 kašike ulja• malo soli

Al odakle nam jaja, brašno, so...??Al odakle nam jaja, brašno, so...??

Recept za SunceRecept za SunceSastojci• Vodonik: 2×1030 kg• Helijum: 5×1029 kg• Litijum: 1,7×1020 kg• Ugljenik: 6,5×1027 kg• Azot: 1,8×1027 kg• Kiseonik: 1,6×1028

kg• Teži elementi ...

Od vodonika, helijuma i malo litijuma.

E da to je bilo jednom davno...

Al od čega su bile prve zvezde?

Kiseonik, ugljenik, azot i teži elementi nastaju u zvezdama tokom života i smrti.

Al odakle nam taj vodonik, helijum i

litijum?

Čestice...Čestice...• Atom

– elektroni– jezgro

• neutroni i protoni– kvarkovi

• Osnovne, nedeljive, gradivne čestice – elektroni i neutrini– kvarkovi

• Hemijski element – broj protona– na pr. 1 proton = vodonik 1H– 3 protona = litijum 7Li

• Izotop – broj neutrona– na pr. 1 proton i 1 neutron =

izotop vodonika = deuterijum– 3 protona i 3 neutrona =

izotop litijuma = 6Li

Proton (pozitivno naelektrisan) =2 “up” kvark +1 “down” kvark

Neutron (bez naelektrisanja) =1 “up” kvark +2 “down” kvark

10

-15 m

gluo

ni

KvarkoviKvarkovi

• Gradivne čestice protona i neutrona

Materija i antimaterijaMaterija i antimaterija • Svaka čestica ima antičesticu

– Antielektron=pozitron, antikvark, antisneutrini

• Antimaterija je stabilna kao obična materija!– Mogu postojati antiprotoni, antiatomi,

antikamenje, antiljudi, antizvezde, antigalaksije

• Ali kad se materija i antimaterija ukrste..– Anihilacija – materija se pretvori u

energiju– E=mc2

– Oslobođena energija kao iz male atomske bombe!

Fantastična četvorkaFantastična četvorka

• Gravitacija – dominira na velikim daljinama (drži planete u orbiti oko sunca)

• Elektromagnetizam - drži atome i molekule na okupu

• Slaba nuklearna sila – upravlja nuklearnim reakcijama (pretvara jedan kvark u drugi)

• Jaka nuklearna sila – drži atomsko jezgro na okupu

I bejaše prasak...veliki...I bejaše prasak...veliki...

0 -100 -10-43-43 sekundi ... sekundi ...Temperatura =10Temperatura =103232 K K

• Plankovo vreme • Pre toga …nemamo pojma!• Teorije koje imamo ne rade• Sve 4 osnovne sile

ujedinjene• Fali nam TEORIJA O SVEMU

da ujedini gravitaciju i kvantnu teoriju

• Gravitacija se odvaja... ostale 3 sile i dalje ujedinjene

1010-35-35- 10- 10-33-33sekundi sekundi nakon nakon VPVP......

Temperatura =10 Temperatura =102727 K K• Jaka nuklearna sila se

odvaja• Inflacija! Svemir naglo

raste!• Uveća se 1035 puta! Ovo

objašnjava – izgled kosmičkog

pozadinskog zračenja na 2,73 K i malih nepravilnosti koje se vide

– objašnjava zašto nam svemir izgleda ravan

Primordijalna supa...Primordijalna supa...

• Primordijalna supa – kvarkovi i antikvarkovi– elektroni i pozitroni

(antielektroni)– Neutrini i antineutrini– Gama zračenje

• Čestice i antičestice se poništavaju i stalno rađaju iz zračenja

kvarkoviantikvarkovi

1010-6-6 sekundi sekundi nakon VPnakon VP...... Temperatura =10 Temperatura =101212 K K

• Kvarkovi i antikvarkovi se grupišu po 3

• Formiranje protona, neutrona i njihovih antičestica

• 1.000.001 čestica na svakih 1.000.000 antičestica

• Na kraju ostaju u glavnom čestice (kako znamo?) a sve što se poništi odlazi kao zračenje

Kvarkovi osuđeni na min 1031 godinu u

protonskom zatvoru.Male šanse za pomilovanjem.

1010-4-4 sekundi sekundi nakon VPnakon VP......

• Anihilacija preostalih antiprotona

• Antičestice nestaju, ostaje zračenje i čestice

• Zračenje dominira• Elektroni i pozitroni se i

dalje stvaraju iz zračenja i poništavaju

• Neutrini i antineutrini

0.01 sekundi 0.01 sekundi nakon VPnakon VP...... Temperatura =10 Temperatura =101111 K K

• Protoni i neutroni se pretvaraju jedno u drugo

• Približno jednaka količina protona i neutrona

proton pozitronneutronantineutrino

+ +

++

neutrinoneutron proton elektron

0.1 sekundi 0.1 sekundi nakon VPnakon VP...... Temperatura = 5 Temperatura = 5××10101010 K K

• Neutroni su nešto teži od protona• Neutron je nestabilan! Raspada se na

proton za 15 min...

• Neutron vezan u jezgru je OK ali...• Suviše toplo! Čim se neutron veže za

proton (jezgro) zračenje ga rasturi!• Broj neutrona opada...• 62% protona , 38% neutrona

neutron proton elektronantineutrino

++

0.1 sekundi 0.1 sekundi nakon VPnakon VP...... Temperatura =10 Temperatura =101010 K K

• Gustina dovoljno opala da neutrini sad slobodno mogu da beže

• Protoni se više ne vezuju za neutrine da prave neutrone

• Neutroni se i dalje raspadaju• Broj neutrona i dalje opada...• 76% protona, 24% neutrona

14 sekundi 14 sekundi nakon VP…nakon VP… Temperatura =3 milijarde Temperatura =3 milijarde

KK• Svemir se dovoljno

ohladio da fotoni više ne mogu da prave parove elektron-pozitron

• Elektron-pozitron anihilacija

• A materije ima više nego antimaterije...

• Preostaju u glavnom elektroni..

3 minuta 3 minuta nakon VPnakon VP...... Temperatura =1 milijarda Temperatura =1 milijarda

KK• Svemir se dovoljno ohladio da zračenje

više ne moze da rasturi jezgra• Konačno prva jezgra!• Neutron+proton= DEUTERIJUM (težak

vodonik)• U tom momentu 1 neutron na svakih 7

protona• Počinje “zakuvavanje”...

NukleosintezaNukleosinteza• Svi neutroni se utroše

na deuterijum 2H• Preostali protoni daće

vodonik 1H• Helijum 4He= 2

protona + 2 neutrona = 2 deuterijum– kolko će biti helijuma

zavisi od količine deuterijuma

– helijum:vodonik=1:10

3 minuta i 30 sekundi 3 minuta i 30 sekundi nakon VPnakon VP......

• Svemir se suviše ohladio za dalje “kuvanje” jezgara

• Kraj nukleosinteze• Sastojci za palačinku

velikog praska (za palačinku od 100g):– Vodonik ……………… 75 g– Helijum ……………… 25 g– Deuterijum ………… 0.01 g– Litijum, itd. ………… 10-8 g

• Ove količine i merimoOve količine i merimo!!

Specijalitet kuće:

Narednih 380.000 Narednih 380.000 godina...godina...

• Atomi još ne mogu da se formiraju – čim se elektron veže za jezgro, zračenje ih rastavi (jonizacija)

• Zračenje se odmah utroši na sudar sa elektronima ili na jonizaciju

• Narednih ~380.000 godina– svemir se širi i hladi– materija i zračenje – status quo – svemir nevidljiv

380 000 godina 380 000 godina nakon VPnakon VP......Temperatura = 3000 KTemperatura = 3000 K

• Svemir se dovoljno ohladio i raširio• Zračenje i sudari nemaju više dovoljnu

energiju da jonizuju• Dovoljno mala gustina za nesmetan prolaz

fotona• Elektroni se spajaju sa jezgrima – ATOMI!• Preostalo zračenje nesmetano prolazi pored

atoma ... i prolazi i dan danas ispunjavajući svemir

• Kosmičko mikrotalasno pozadinsko zračenje

Kosmičko pozadinsko Kosmičko pozadinsko zračenjezračenje

• Teorija predviđa – mi vidimo!• Kada je emitovano zračenje

je bilo vidljivo (380.00 godina nakon velikog praska)

• Usled istezanja (širenja) svemira, i samo zračenje se isteže

• Sad ga vidimo kao mikrotalasno zračenje na temperaturi od 2,73 K (kad je emitovano bilo je ~3000 K)

• Otkriveno slučajno 1965. – Arno Penzias i Robert Wilson

(1978. Nobelova nagrada)• Konačan dokaz teorije vrelog

velikog praska

A ostalo je istorija...A ostalo je istorija...• Milion godina

kasnije – prve zvezde i

galaksije

• 9 milijardi godina kasnije– Sunce i Zemlja

• 13,7 milijardi godina kasnije– Homo sapiens

Hvala!Hvala!

Kosmičko pozadinsko Kosmičko pozadinsko zračenjezračenje