Megasvět

Nutnost použít obecnou teorii relativity:
Vlastnosti prostoročasu jsou dány rozložením hmoty a energie:
Každé těleso zakřivuje prostor a čas kolem sebe (prostor i čas!).
Tělesa se pohybují po geodetikách v zakřiveném časoprostoru

Rozdíl mezi Newtonovou teorii gravitace a Einsteinovou obecnou teorií relativity ?  Velmi intenzivní gravitační pole

Vesmír - objekty s velmi vysokou hmotností, někdy i velmi kompaktní ? velmi intenzivní gravitační pole ? silné zakřivení prostoročasu
Vysoké rychlosti, velké přeměny energie - nutnost použití speciální teorie relativity.
Extrémní energie, extrémní hodnoty dalších fyzikálních veličin - nutnost použití kvantové fyziky.
(Kvantová teorie gravitace dosud neexistuje)

 

Pozorování v kosmologii

Minulé století a začátek současného ? obrovský přísun stále přesnějších dat ? možnost ověřování kosmologických hypotéz:

Studium složení a vlastností objektů v galaxiích - studium evoluce, složení a výskytu v současnosti i minulosti. Využití pro určení vzdáleností (cefeidy, supernovy).

Mapování vesmíru - co nejpřesnější pozorování co největšího počtu galaxií - studium struktury, složení, rozpínání a evoluce vesmíru - např. projekt Sloan Digital Sky Survey

Blízká galaxie NGC 6070 (Obrázky SDSS) Nejvzdálenějších kvazarů z=5.0

Studium chemického složení vesmíru - prvky prvotní a vzniklé ve hvězdách - využití spektroskopie

Studium reliktního záření - stále přesnější znalost fluktuací jeho teploty, polarizace … ? v současnosti neperspektivnější zdroj informací o počátcích vesmíru

Mapa teploty reliktního záření ze sondy Wilkinson MAP

Studium neutrin a gravitačních vln i reliktních? Jiné exotické částice?

Spousta experimentálních dat z fyziky - jaderné, částicové, plazmatu, pevné fáze … ?

cesta ke sjednocení interakcí a k popisu hmoty v extrémních podmínkách ? popis ranných stavů vesmíru