Teoria Wielkiego Wybuchu

(A) Prawo Hubble'a
Z przesunięcia ku czerwieni (efekt Dopplera) wiemy, że galaktyki od nas uciekają z prędkością $V_{r}$ (prędkość radialna):
gdzie $H_{0}=20\frac{km/s}{mln\: l.y.}$

$H_{0}$ - stała Hubble'a
r - odległość
z - poczerwienienie (redshift), mierzone jako $\Delta\lambda/\lambda$
c- prędkość światła w próżni

Wnioski:

• wszystkie galaktyki oddalają się od siebie nawzajem (nie tylko uciekają od nas)
  
  
• kiedyś galaktyki były bliżej siebie, czyli Wszechświat się rozszerza
  
  
• można oszacować wiek Wszechświata (dla stałego tempa ekspansji)
  $t=H_{0}^{-1}=15 mld lat$ Dziś wiemy, że $t\simeq13.6 mld lat$ (H było kiedyś mniejsze)
  

(B) Mikrofalowe promieniowanie reliktowe (tła)

-

odkrywcy Penzias i Wilson (1965r.)

-

niezwykłe, bo najpierw przewidziano, potem odkryto i to przez przypadek

-

kiedyś Wszechświat był mniejszy $\Rightarrow$ większa temperatura i gęstszy $\Rightarrow$ materia i promieniowanie były związane (jak wewnątrz Słońca - błądzenie przypadkowe) $\Rightarrow$ kiedyś się oddzieliły i tamte fotony powinny wytworzyć termiczne pole promieniowania

-

promieniowanie: idealne ciało doskonale czarne o $T=2.728\pm0.002 K$ (dzisiaj), cudownie izotropowe i jednorodne, zaś drobne niejednorodności (fluktuacje rzędu $100 \mu K$) mają strukturę dzisiejszych rozkładów galaktyk

(C) Inne obiekty

-

im dalej od nas tym generalnie więcej obiektów bardzo aktywnych (możemy wyznaczyć zależność ich ilości od czasu)

-

kwazary - bardzo aktywne pragalaktyki: ogromna czarna dziura (mld $M_{SUN}$) do której wpada materia z dysku akrecyjnego, która zbliżając się do centrum wyświeca olbrzymie ilości światła, które obserwujemy

-

stąd wniosek: kiedyś było gęściej, bo procesy bardziej aktywne

(D) Paradoks Olbersa

Gdyby Wszechświat był nieskończony to w każdym kierunku napotkamy w końcu jakąś gwiazdę (jednorodność!) i całe niebo miałoby jasność przeciętnej gwiazdy. A tego nie obserwujemy.

Rozwiązanie: skończony wiek (nie ma tyle gwiazd) lub rozszerzanie się Wszechświata (nie całe
światło zdążyłoby do nas dotrzeć)