Aυτό είναι το σύμπαν

Αυτό είναι το ΣύμπανΑυτό είναι το Σύμπαν

Δρ Μάνος ΔανέζηςΔρ Μάνος ΔανέζηςΕπίκουρος Καθηγητής ΑστροφυσικήςΕπίκουρος Καθηγητής Αστροφυσικής

Τμήμα Φυσικής Τμήμα Φυσικής

Πανεπιστήμιο ΑθηνώνΠανεπιστήμιο Αθηνών

www.manosdanezis.grwww.manosdanezis.gr

Τι είναι αυτό που ονομάζουμε Σύμπαν;

Το ταξίδι προς το παρελθόν Το ταξίδι προς το παρελθόν

χρόνος

Λόγω του πεπερασμένου της ταχύτητας του φωτός ενώ παίρνουμε

την εικόνα μακρινών γαλαξιών αυτοί μπορεί να έχουν ήδη

καταστραφεί

Δεν μελετάμε τους γαλαξίες όπως είναι τώρα αλλά τις παρελθοντικές

εικόνες του

Το Σύμπαν των παρατηρήσεων μας αποτελεί μιαν εικόνα του παρελθόντος του και όχι το πραγματικό

τωρινό Σύμπαν..

Η παρελθοντική εικόνα του Σύμπαντος

Η ακτίνα του Σύμπαντος μετριέται σε παρελθοντικό

χρόνοΕνώ έχουμε την εντύπωση ότι η ακτίνα του Σύμπαντος μετριέται με μονάδες μήκους, η λύση της εξίσωση που δίνει την ακτίνα

του σύμπαντος μας δίνει μονάδες χρόνου

Για τον μεγάκοσμο του Σύμπαντος η έννοια του

cm συμπίπτει με την έννοια του sec

χρόνος

Ακτίνα του σύμπαντος ή παράγοντας κλίμακαςΑκτίνα του σύμπαντος ή παράγοντας κλίμακας

RR((tt)=)=tt2/32/3 ή ή RR((tt)=)=tt1/31/3

Που βρίσκεται η Γή μέσα στο Σύμπαν

Το παρατηρούμενο προς τα έξω είναι στην πραγματικότητα προς τα μέσα

Μεγάλη Έκρηξη

Τώρα

Κοσμολογικός Ορίζοντας

Πόσο μακριά στο παρελθόν μπορούμε να δούμε μέσα στο

Σύμπαν;

Ο Κοσμολογικός Ορίζοντας

Σύμφωνα με τον νόμο του Hubble, οι γαλαξίες γύρω μας απομακρύνονται με ταχύτητα που αυξάνεται

όσο αυξάνεται η απόστασή τους από εμάς

Στο Σύμπαν όμως δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε ταχύτητες

μεγαλύτερες του φωτός.

Αυτό σημαίνει ότι μπορούμε να παρατηρήσουμε γαλαξίες που η ταχύτητα απομάκρυνσής τους δεν ξεπερνά την ταχύτητα του

φωτός.

Με τον τρόπο αυτό δημιουργείται ένας ορίζοντας πέραν του οποίου δεν μπορούμε να παρατηρήσουμε τίποτα

Ο κοσμολογικός ορίζοντας

Ο Κοσμολογικός Ορίζοντας

Το παρατηρούμενο Σύμπαν παρουσιάζει και αυτό έναν ορίζονται με τις ιδιότητες του ορίζοντα της Γής.

Όταν κάτι περάσει τον ορίζοντα δεν μπορούν να το Όταν κάτι περάσει τον ορίζοντα δεν μπορούν να το αντιληφθούν οι αισθήσεις μας, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι αντιληφθούν οι αισθήσεις μας, χωρίς αυτό να σημαίνει ότι

αυτό το κάτι έπαψε να υπάρχειαυτό το κάτι έπαψε να υπάρχει

Το αίτιο που δεν αντιλαμβανόμαστε τίποτα πέραν του ορίζοντα είναι η αύξηση

της καμπυλότητας πέραν ενός ορίου

Το όριο των ανθρώπινων αισθήσεωνΤο όριο των ανθρώπινων αισθήσεων

Η ανθρώπινη φυσιολογία δεν μπορεί να αντιληφθεί καμπυλότητες μεγαλύτερες ή μικρότερες ενός

ορισμένου ορίου.Πέραν αυτών των ορίων τα γεγονότα γίνονται αόρατα

για τον άνθρωπο και τα όργανα μέτρησης που διαθέτει.

Ο κοσμολογικός ορίζοντας, όπως θα δούμε στη συνέχεια είναι μια περιοχή μεγάλης καμπυλότητας

πέραν της ανθρώπινης φυσιολογίας. Όπως ακριβώς και ο οριζοντας της Γης

Πως αποδεικνύεται όμως πειραματικά ότι Κοσμολογικός Ορίζοντας, είναι μια περιοχή

μεγάλης καμπυλότητας;

Μελετώντας Γαλαξίες Μελετώντας Γαλαξίες διαφορετικών αποστάσεων, είναι διαφορετικών αποστάσεων, είναι σαν να μελετάμε την εικόνα του σαν να μελετάμε την εικόνα του

Σύμπαντος σε διαφορετικές εποχές Σύμπαντος σε διαφορετικές εποχές του παρελθόντος τουτου παρελθόντος του

Hubble

Κατανομή Γαλαξιών -Νόμος του Hubble

Οι Γαλαξίες κατανέμονται γύρω μας σε σφαιρικές

επιφάνειες.Κάθε σφαιρικός φλοιός περιέχει γαλαξίες ιδίων

αποστάσεων από τη Γη, ίδιων ταχυτήτων απομάκρυνσης και

ίδιας ηλικίας.

V=HRΌσο απομακρυνόμαστε από

τον παρατηρητή στη Γη τόσο μεγαλώνει η ταχύτητα

απομακρινσής των γαλαξιών

To φαινόμενο Ryle

Όπως αποδεικνύεται όσο μεγαλώνει η απόσταση R από τη Γη τόσο μεγαλώνει

και η πυκνότητα του υλικού του

Σχέση Πυκνότητας και Καμπυλότητας(Γενική Θεωρία της Σχετικότητας)

ε =[πkR2/3 (k ρ /6H2)].[(k ρ /6H2) -1/2]

Όσο μεγαλώνει η πυκνότητα του υλικού τόσο περισσοτερο μεγαλώνει η καμπυλότητα του χώρου που αυτό κατέχει

Μέσα στο ορατό και αισθητό μας Σύμπαν

Όσο μεγαλώνει η απόσταση (R) από τον παρατηρητή

Μεγαλώνει η ταχύτητα (V) φυγής των γαλαξιών

(Νόμος του Hubble)

Μεγαλώνει η πυκνότητα (ρ) του υλικού του

(φαινόμενο Ryle)

Μεγαλώνει η καμπυλότητα (ε) του χώρου

V=HR

ε =[πkR2/3 (k ρ /6H2)].[(k ρ /6H2) -1/2]

Γενική Θεωρία της Σχετικότητας

ε =[πkR2/3 (k ρ /6H2)].[(k ρ /6H2) -1/2]

Το σύμπαν είναι μια περιοχή που η καμπυλότητα του συνεχώς μεγαλώνει όσο μεγαλώνει η απόστασή του από τον παρατηρητή

Άρα στην περιοχή του Κοσμολογικού Ορίζοντα, η πιο απομακρυσμένη παρουσιάζει την πιο μεγάλη καμπυλότητα πέρα από την οποία τα

γεγονότα ξεφεύγουν από τη δυνατότητα της ανθρώπινης φυσιολογίας

Το παρατηρούμενο και μετρούμενο Σύμπαν περιγράφεται από την υποθετικά φαινόμενη ουράνια σφαίρα και έχει ως τελικό της όριο τον Κοσμολογικό Ορίζοντα

Ο Κοσμολογικός Ορίζοντας είναι το τέρμα των εφαρμοσμένων Μαθηματικών (των αισθήσεων και της ύλης), ενώ τα καθαρά (Πλατωνικά) Μαθηματικά, συνεχίζουν να μας δίνουν πληροφορίες , που μπορούν πλέον να αποδειχθούν και πειραματικά

Τα κοσμικά γεγονότα δεν παρατηρούνται άμεσα αλλά έμμεσα μέσω δευτερογενών φαινομένων που παράγουν

Το τέρμα των δυνατοτήτων των Το τέρμα των δυνατοτήτων των εφηρμοσμένων Μαθηματικών εφηρμοσμένων Μαθηματικών

Τι υπάρχει πέρα από το όριο του Κοσμολογικού ορίζοντα ;

Πέρα από τον κοσμολογικό ορίζοντα τα αντικείμενα κινούνται με ταχύτητες που είναι μεγαλύτερες του φωτός. Αυτό σημαίνει ότι η

καμπυλότητα του χώρου πέραν του Κοσμολογικού Ορίζοντα ξεπερνάει την δυνατότητα της ανθρώπινης φυσιολογιας και ως εκ

τούτου δεν γίνονται αντιληπτά από την ανθρώπινη φυσιολογία

Κοσμολογικός ορίζοντας

Ορατό Σύμπαν

Ορατό Σύμπαν

??????

Όλα τα προηγούμενα όμως είναι γεγονότα τα οποία συμβαίνουν στο περιβάλλον μιας μελανής οπής

Ο Κοσμολογικός Ορίζοντας είναι ο Ορίζοντας Γεγονότων της Μελανής Οπής Και το σημείο της Μεγάλης Έκρηξης η Σημειακή

Ιδιομορφία της

Κοσμολογικός Ορίζοντας

Νευτώνεια Φυσική και Ευκλείδεια Γεωμετρία

Θεωρία της Σχετικότητας μη Ευκλείδειες Γεωμετρίες

Μεγάλη Έκρηξη

Κβαντική Φυσική μη Ευκλείδειες Γεωμετρίες

Θεωρία Πληθωρισμού

Το Σύμπαν ως ένας Κώνος ΦωτόςΤο Σύμπαν ως ένας Κώνος Φωτός

Οπουδήποτε αλλούΟπουδήποτε αλλού

Το Σύμπαν ως ένας Κώνος Φωτός

Το Σύμπαν, εφόσον η ταχύτητα αποτελεί ένα μέτρο της καμπυλότητας, αποτελεί έναν μαθηματικό χώρο μεταβαλλόμενης

καμπυλότητας

Το παρατηρούμενο Σύμπαν αποτελεί Το παρατηρούμενο Σύμπαν αποτελεί

τον κώνο του παρελθόντοςτον κώνο του παρελθόντος

Οπουδήποτε αλλού v>c

Επιφάνεια κώνου v=c

Εντός κώνου v<c

Μέσα στον κώνο φωτός, που αντιστοιχεί στο αισθητό και

μετρούμενο Σύμπαν, οι ταχύτητες είναι μικρότερες

από την ταχύτητα του φωτός Στην επιφάνεια του κώνου φωτός οι ταχύτητες είναιίσες με την ταχύτητα του

φωτός Επειδή όμως μέσα στο Σύμπαν των παρατηρήσεών μας αντιλαμβανόμαστε φως που κινείται με την ταχύτητα

του φωτός σημαίνει ότι η επιφάνεια και το εσωτερικό του κώνου συμπίπτουν, Αρά η επιφάνεια και το εσωτερικό ταυτίζονται με τον εξωτερικό χώρο του οπουδήποτε

αλλού μέσα στον οποίο οι ταχύτητες είναι μεγαλύτερες εκείνων του φωτός, απλά δεν γίνονται αντιληπτές και μετρούμενες , λόγω της

αδυναμίας της ανθρώπινης φυσιολογίας.

Η Κοσμολογική Πραγματικότητα

Τι παρατηρούμε

Η Εισαγωγή της 4ης Διάστασης Η Εισαγωγή της 4ης Διάστασης

και των Μη Ευκλείδειων Γεωμετριώνκαι των Μη Ευκλείδειων Γεωμετριών

A.J. AleksandrovA.J. Aleksandrov Max JammerMax Jammer

Μη Ευκλείδειες ΓεωμετρίεςΜη Ευκλείδειες Γεωμετρίες Καθηγητής ΠανεπιστημίουΚαθηγητής Πανεπιστημίου

Ιούλιος 1976 Ιούλιος 1976 Bar-Ilan Bar-Ilan Ισραήλ Ισραήλ

Επειδή κάποιοι πιστεύουν μόνο επιστήμονες με ξένα Επειδή κάποιοι πιστεύουν μόνο επιστήμονες με ξένα ονόματα………ονόματα………

Μορφές και σχήματα περισσοτέρων των 3ων Μορφές και σχήματα περισσοτέρων των 3ων Διαστάσεων ακόμα και αν περιγράφονται από Διαστάσεων ακόμα και αν περιγράφονται από την Ευκλείδεια Γεωμετρία την Ευκλείδεια Γεωμετρία δεν είναι δυνατόν να δεν είναι δυνατόν να γίνουν αντιληπτά από τις ανθρώπινες αισθήσειςγίνουν αντιληπτά από τις ανθρώπινες αισθήσεις

Τι είναι αυτό που Τι είναι αυτό που αντιλαμβανόμαστε αντιλαμβανόμαστε

σαν πραγματικότητασαν πραγματικότητα

Είναι η προβολήΕίναι η προβολή (το είδωλο, το καθρέφτισμα) όσων υπάρχουν στο (το είδωλο, το καθρέφτισμα) όσων υπάρχουν στο πραγματικό τετραδιάστατο μη Ευκλείδειο και αθέατο Σύμπαν πραγματικό τετραδιάστατο μη Ευκλείδειο και αθέατο Σύμπαν πάνω σε έναν πάνω σε έναν ψεύτικο τρισδιάστατο και Ευκλείδειο χώρο που ψεύτικο τρισδιάστατο και Ευκλείδειο χώρο που φτιάχνουν πλαστά οι αισθήσεις μας. φτιάχνουν πλαστά οι αισθήσεις μας.

Τον χώρο αυτό η θεωρία της Σχετικότητας ονομάζει Τον χώρο αυτό η θεωρία της Σχετικότητας ονομάζει

Ψευδοευκλείδειο χώροΨευδοευκλείδειο χώρο MinkowskiMinkowski

Τα παράδοξα φαινόμενα της θεωρίας της Σχετικότητας καθώς και όλες Τα παράδοξα φαινόμενα της θεωρίας της Σχετικότητας καθώς και όλες οι περίεργες μετρήσεις δεν γίνονται, άρα και οι περίεργες μετρήσεις δεν γίνονται, άρα και δεν περιγράφουν, το δεν περιγράφουν, το

πραγματικό Σύμπανπραγματικό Σύμπαν, αλλά την προβολή τους, την εικόνα τους, πάνω , αλλά την προβολή τους, την εικόνα τους, πάνω

σε έναν ψεύτικο ευκλείδειο χώρο, τον χώρο σε έναν ψεύτικο ευκλείδειο χώρο, τον χώρο MinkowskMinkowskii

Η μεγαλοφυΐα του Θείου Αλβέρτου συνέλαβε την ιδέα ότι το κύριο

συστατικό της κλασικής Φυσικής, η ύλη, δεν είναι παρά καμπύλωση του κύριου συστατικού του κόσμου των

μαθηματικών, του χώρου.

Τι είναι ύληΤι είναι ύλη

Όμως επειδή ο χώρος είναι ένα τίποτα ύλη είναι η καμπύλωση του τίποτα

Ας δούμε τη μαθηματική σχέση που το επιβεβαιώνειΑς δούμε τη μαθηματική σχέση που το επιβεβαιώνει

ε =[πkR2/3 (k ρ /6H2)].[(k ρ /6H2) -1/2]

Παράγοντας καμπυλότητας του

χώρου

Πυκνότητα της Υλο-Ενέργειας

Η καμπυλότητα ε και η πυκνότητα υλοενέργειας ρ είναι ποσά ανάλογα

Καμπυλότητα και πυκνότητα υλοενέργειας

Σας ευχαριστώ για την προσοχή Σας ευχαριστώ για την προσοχή και την υπομονή σαςκαι την υπομονή σας