Fag-information om "Kosmologi"
Den moderne kosmologi (læren om universet), tager sit udgangspunkt i teorien om "Big Bang"; at alting er opstået i en singularitet for ca. 15 Mår siden, og at rummet og universet siden da har udvidet sig, først eksplosivt med en faktor 1050, i en kort inflationsfase, der blot varede 10-24 s, og siden væsentligt langsommere, med en hastighed, der afhænger af koncentrationen af stof og energi i universet.

Udvidelsen består i at fjerne objekter i afstanden d fra os, bevæger sig væk fra os med en hastighed vr, der vokser jo længere væk, de befinder sig; dette er Hubble-loven:

vr = H0 d, eller c z = H0 d (for v << c) ,

hvor H0 er Hubble-konstanten, c lysets hastighed, og z = - lab / lab er rødforskydningen af lyset. Hubble-konstanten har en værdi, på omkring 70 km s-1 Mpc-1, og dens inverse 1/H0 giver universets alder på nuværende tidspunkt.

Universets skæbne på længere sigt, dvs. hvorvidt det vil kollapse eller fortsætte udvidelsen til al tid, afhænger af tætheden af masse-energi. Hvis den gennemsnitlige massetæthed har en kritisk værdi c = 3 H02 / 8 G = 9,2 10-27 kg m-3, vil universet lige præcis være lukket. Derudover bestemmes universets geometri også af : Hvis = / c = 1, er universet fladt, dvs. to lystråler, der ved udsendelsen er parallelle, vil forblive parallelle.

Generelt gælder:

  • Fladt (k = 0), åbent univers hvis: = 1
  • Sfærisk (k > 0), lukket univers hvis: > 1
  • Hyperbolsk (k < 0), åbent univers hvis: < 1
hvor k er krumningskonstanten; for k > 1 konvergerer to parallelle lysstråler, og for k < 1 divergerer de. I indgår alt, der vekselvirker via tyngden, dvs. både almindeligt (baryonsk) stof b og mørkt stof (dark matter) dm, der ikke vekselvirker elektromagnetisk, samt et bidrag , der skyldes Einsteins kosmologiske konstant . Summen af bidragene til massetætheden fra stoffet kaldes m = b + dm, og værdien af på nuværende tidspunkt kaldes 0 = m + . De seneste resultater, primært fra studiet af røntgen-gas i galaksehobe, tyder på, at m = 2 - 4 10-27 kg m-3 (stof inkl. mørkt stof), dvs. tæt på c, hvilket giver m = 0,2 - 0,4. Fra observationer af den kosmiske mikrobølgebaggrund (3K-strålingen) har man fundet, 0 = 0,9 - 1,1. Disse to resultater, kombineret med undersøgelser af supernovæ af type Ia (der er gode standard-lyskilder), giver en sandsynlig bidrag fra den kosmologiske konstant på = 0,6 - 0,8. Det som Einstein mente var sin største fejltagelse giver altså det største bidrag, og vort universet er meget tæt på at være fladt.  
Moduler: Kosmo-lommeregner Øvelser: SN2013X
The AVO group May 2012