Szabadon felhasználható · CC BY-NC-SA 4.0
A sorozat saját animációi, élőben lejátszva a böngésződben. Oktatásra szabadon felhasználhatod őket: kivetítheted, lépésenként végigmehetsz rajtuk, és videóként is elmentheted őket. Annyit kérek, hogy nevezd meg a forrást, és ne használd őket pénzszerzésre.
Teljes sötétség, amelyben lassan kigyúl egyetlen pici fénypont, és lágy fénye halványan vibrál: „Tekerd vissza a világot.”
Galaxisok egy nyúló rácson; a sebességnyilak hossza a távolsággal arányos. Visszafelé a tér összehúzódik és felizzik; egy másik galaxisból nézve is ugyanez a kép: nincs középpont.
Minden egyetlen vakító fehér pontba húzódik, rövid villanás, aztán teljes sötétség: „…és előtte mi volt?”
Az általános relativitáselmélet téregyenletei (kozmológiai állandóval) lebegnek a sötétben, aztán megrepednek és porrá esnek szét: „Ezen a ponton mégis megáll a fizika.”
Jobbra nyíl és a „ma” jel, balra a tengely szaggatottá ritkul és a semmibe fakul; egy fénypont visszafelé fut rajta és elenyészik. Talán nem volt „előtte”, mert az idő is ott kezdődött.
Egymás után megjelenik a három bizonyíték ikonja (távolodó spirálgalaxis, kürtantenna hullámokkal, hidrogén- és héliumatom), aztán egy nagy kérdőjel: honnan tudjuk, hogy volt kezdet?
Nagyítás egy vízcseppbe, majd egyetlen vízmolekulába, amelynek a két hidrogénatomja kigyúl: ezek nagyjából 13,8 milliárd évesek. A gömbök mérete és a molekulák sűrűsége szemléltetés.
A három független bizonyíték három fénylő szálként közelít egymáshoz, és egy pontba fut össze, amely felragyog: „13,8 milliárd éve: forró, sűrű kezdet”.
A hidrogén színképvonalai (Balmer-sorozat) előbb laborban, aztán egy távoli galaxis fényében, a vörös felé tolódva. A galaxis vöröseltolódása (z = 0,1) szemléltetés.
A haladó mentőautó előtt a hullámfrontok összesűrűsödnek (rövidebb hullám, kékes), mögötte széthúzódnak (hosszabb hullám, vöröses). A forrás itt a hangsebesség felével halad: az arány eltúlzott, szemléltetés.
Edwin Hubble 1929-es cikkének 24 eredeti galaxisa pontról pontra kirajzolódik, majd megjelenik az illesztett egyenes. Adat: E. Hubble, PNAS 15, 168 (1929).
A kelő kalácsban minden távolság a kétszeresére nő (1 → 2, 2 → 4, 3 → 6 cm), így a távolabbi mazsola ugyanannyi idő alatt többet tesz meg, gyorsabban távolodik. A mazsolák mérete nem változik, ahogy a galaxisoké sem.
A forró plazmában a fotonok újra és újra szóródnak; kb. 3000 K-en az elektronok protonokhoz kötődnek, és a fotonok egyenesen repülnek tovább. Nagyjából 380 ezer évvel a kezdet után átlátszó lett a világ.
A kb. 3000 K-es narancsos izzás a táguló térrel kb. 1100-szorosára nyúlik: 0,97 µm-ből a mai 2,725 K-es, 1,06 mm-es mikrohullám lesz. A felső hullám rajza nem méretarányos, a kijelzők a valódi értékeket mutatják.
Előbb a 2,725 K-es feketetest-görbe (Planck-görbe) rajzolódik ki, aztán a COBE műhold FIRAS-mérésének 43 pontja, amelyek pontosan rá esnek; a hibasávok valódi méretben kisebbek a pontoknál. Adat: Fixsen és mtsai (1996).
Idővonal: 1948-ban Alpher és Herman jóslata (kb. 5 K), 17 évvel később Penzias és Wilson felfedezése (1965), az 1990-es években a COBE műhold pontos mérése: 2,725 K.
Protonokból és neutronokból deutérium, majd hélium-4 lesz, az óra 1 másodperctől 20 percig jár: a végén kb. 75% hidrogén és 25% hélium (tömeg szerint), nyomokban lítium. A részecskék nem méretarányosak (szemléltetés).
Két oszlop: az ősi magfúzió jóslata (Yₚ ≈ 0,247) és a legősibb gázfelhők mért héliumtartalma (Yₚ = 0,245 ± 0,003); mindkettő kb. 75% hidrogén és 25% hélium tömeg szerint.
A jóslat kb. 5 × 10⁻¹⁰ lítiumatom hidrogénatomonként, a Tejútrendszer öreg halócsillagaiban mért érték kb. 1,6 × 10⁻¹⁰: körülbelül háromszor kevesebb. Az oszlopok magassága arányos.
13,8 milliárd év, kevesebb mint 50 millió év hibával: ez olyan, mintha egy 40 éves ember korát két hónapon belül ismernénk. A két sáv azonos hosszú, így a hibasávok közvetlenül összevethetők (Planck 2018).
Szándékosan hibás szemléltetés: robbanás egyetlen pontból egy előre meglévő, mozdulatlan térben, a törmelék kirepül, a rács áll. Utána vörös X jelzi: nem így.
Pöttyös lufi fúvódik fel; bármelyik pöttyről nézzük, a szomszédok a távolsággal arányos sebességgel távolodnak. A pöttyök nem nőnek, ahogy a galaxisok sem, csak a köztük lévő tér. A végén zoom egy pöttybe.
A fény felénk sétál, miközben a járda, vagyis a tér nyúlik alatta: 13,8 milliárd év az úton, a forrás mai távolsága kb. 46 milliárd fényév. Szemléltetés, nem méretarányos, de a mozgás a valódi tágulási törvényt követi.
Logaritmikus idővonal a mától a Planck-időig, idő- és hőmérséklet-kijelzővel és felizzó háttérrel: a hőmérséklet a mai 2,7 K-ről kb. 10³² K-re nő. A rövid változat 1 másodperctől indul.
A sűrűség az idő függvényében (ρ ∝ 1/t²): visszafelé a görbe a végtelenbe szökik, ez a szingularitás. A nulla közelében az elmélet már nem érvényes, ott a görbe csak kivetítés. Vázlat, nem méretarányos.
Balra az általános relativitáselmélet (a nagyon nagy), jobbra a kvantumfizika (a nagyon kicsi). A két lap egymás felé csúszik, de a szélük nem illik össze: izzó rés marad, a kvantumgravitáció helye, ilyen elmélet még nincs.
Drótvázas földgömb az Északi-sarkról nézve: a sarokról minden délkör délnek indul, minden nyíl dél felé mutat, „északabbra” nincs semmi. A kontinensek csak jelzésszerű pontrácsként látszanak, nem térképként.
A téridő alakja forgó drótvázas felületként, az idő felfelé fut: előbb kúp éles csúccsal (szingularitás), aztán „tollaslabda”, amelynek az alja lekerekedik (Hartle és Hawking, 1983). Szemléltetés; a javaslat elmélet, nem igazolt.
Egy protonnál sokkal kisebb, kb. 10⁻²⁷ m-es tartomány kb. 10²⁶-szorosára, grapefruit méretűre nő, miközben az óra 10⁻³⁶ s-tól 10⁻³² s-ig jár; viszonyításul proton, atom és sejt halad el mellette. Elmélet.
Az égbolt előbb szinte egyforma, felnagyítva megjelennek a kb. 1 : 100 000-es hőmérséklet-eltérések; végül zoom egy meleg foltba, ahol az anyag szálakba gyűlik, és kigyúlnak a galaxisok. Szemléltetés, nem a valódi Planck-térkép.
A világegyetem „mérete” az idő függvényében, ismétlődő összehúzódással, visszapattanással és tágulással; a második visszapattanás a mi Nagy Bummunk lehet. Minőségi ábra, skála nélkül: spekuláció.
A háttérsugárzás egy foltján a polarizáció iránya vonalkákkal: előbb a megszokott E-módusú minta, aztán az örvénylő B-módusú minták, amelyeket az infláció gravitációs hullámai keltenének. Szemléltetés, nem valódi mérés.
Az örvénylő polarizációs jelre a Tejútrendszer pora úszik be: a BICEP2 2014-es jelének nagy részét a por okozta (BICEP2/Keck és Planck, 2015). A por levonása után csak a megszokott minta marad. Szemléltetés.
Állítás → ellenőrzés → javítás → új állítás, körbefutó, fénylő nyilakkal; középen a BICEP2-eset: 2014-es állítás, ellenőrzés a Planck pormérésével, 2015-ös javítás. „Így működik a tudomány.”
Egy stopperóra mutatója drámaian lelassul, miközben a kijelző 1 másodperctől 10⁻⁴³ másodpercig száguld, és a mutató végül megállni látszik; mögötte szemcsés fény nő: a kvantumhab (elmélet).
Egy tized másodperces sáv ezer részre oszlik, egy szelete felnagyítva kitölti a sávot, és ez ismétlődik egyre gyorsabban, amíg a szelet 10⁻⁴³ másodperc hosszú nem lesz. A számláló a vágásokat, a felirat a szelet hosszát mutatja.
Terminálablak, soronként egy korszak az első másodpercből; a legfelső két sor (0 s, Planck-kor) olvashatatlan. A záró változatban minden sor megkapja, mennyire bizonyított, és vonal választja el az ellenőrizhetőt az elmélettől.
Az egyetlen ős-erő szála logaritmikus időtengelyen ágazik négyfelé: leválik a gravitáció (10⁻⁴³ s), az erős (10⁻³⁶ s), majd az elektromágneses és a gyenge kölcsönhatás (10⁻¹² s). Minden lépésnél látszik, mennyire biztos.
Két oszlop, anyag és antianyag. Tökéletes egyensúlynál minden pár fénnyé válna (0 = 0); 1 000 000 001 az 1 000 000 000 ellen viszont egy anyagrészecske megmarad: „A maradék egy pedig mi vagyunk.” A jelölők jelképesek.
Az elektron és a pozitron egymásnak fut: villanás, és két foton repül szét ellentétes irányba. A PET-gyűrűs változatban sok ilyen fotonpár (511 keV) vonalaiból rajzolódik ki a test „forró pontja”.
Dirac 1928-as egyenlete egyesíti a kvantumfizikát és a speciális relativitáselméletet az elektronra. Az E² = (pc)² + (mc²)² összefüggésnek két gyöke van: a felső ág az elektron, az alsó, tükrözött ág egy „furcsa melléktermék”.
Anderson ködkamrája mágneses mezőben (1932): egy elektron és egy pozitron ugyanonnan indul, és a Lorentz-erő miatt ellenkező irányba görbül, ugyanolyan sugárral. Szemléltetés, nem Anderson felvételének rajza.
Ha a világegyetem anyag- és antianyag-tartományokból állna, a határukon folyamatos megsemmisülés zajlana, jellegzetes gammasugárzással (Cohen, De Rújula és Glashow, 1998). Jelképes ábra: villanások a hullámzó határon.
Egy forgó részecske két darabra bomlik: eredetiben, töltéstükrözve (C: minden részecske helyett az antipárja) és tükörképben is (CP). Ugyanúgy zajlik-e? 1964-ig azt hitték, igen. Jelképes ábra, nem konkrét bomlás.
A Standard Modell összes CP-sértése sok nagyságrenddel kevesebb, mint ami az egymilliárd plusz egyhez kellene: a jelölő elhalad a „kétszer” és a „tízszer kevesebb” jel mellett, és sokkal lejjebb áll meg. Vázlat.
Két metszetrajz azonos méretaránnyal: a japán T2K (295 km) és az amerikai NOvA (810 km) nyalábja egyenesen halad a földkéregben, és útközben a müon-neutrínók egy része elektron-neutrínóvá alakul. A Föld görbülete eltúlozva.
Ha ismeretlen részecskék hirtelenné tették volna az elektrogyenge átmenetet, az új állapot buborékokban terjedt volna szét, és a falaknál kicsivel több anyag keletkezett volna, mint antianyag. Jelképes ábra, a többlet felnagyítva; elmélet.
A gravitáció a sűrűbb pontok felé húzza a plazmát, a fény nyomása visszalöki: rezgés lesz, a hang nagyjából a fénysebesség felével terjed. A köd felszállásakor a rezgés megdermed, és a háttérsugárzás foltjaiba ég. Nem méretarányos.
A háttérsugárzás legerősebb foltjai kb. 1 fokosak, kétszer akkorák, mint a telihold; zárt térben nagyobbnak, nyitottban kisebbnek látszanának, a mért méret a sík térhez illik. A foltmező generált, nem a valódi térkép.
Kördiagram a Planck 2018 adataival: nagyjából 5% közönséges anyag, 27% sötét anyag és 68% sötét energia.
A tágulási ütem két értéke közös skálán, hibasávval: a háttérsugárzásból számolt 67,4 ± 0,5 km/s/Mpc (Planck 2018) és a közvetlen mérés 73,04 ± 1,04 km/s/Mpc (Riess és mtsai 2022); a különbség nagyjából 8%.
Logaritmikus idővonal: 380 000 évnél elindul az ősi fény, jön a sötét középkor, 100–200 millió évnél az első csillagok (kozmikus hajnal), aztán a reionizáció, nagyjából 1 milliárd évig.
A periódusos rendszerben a hidrogén és a hélium külön áll: a csillagászok minden más elemet „fémnek” hívnak, a szenet, a nitrogént és az oxigént is.
A csillagpopulációk időrendben: a III. az első, fémmentes nemzedék, a II. idős és kevés fémet tartalmaz, az I. fiatal és fémekben gazdagabb, ide tartozik a Nap is. A számozás tehát fordított.
Közelítő határok naptömeg-skálán: kb. 10–40 naptömeg szupernóva, 40–140 fekete lyuk, 140–260 között a csillag teljesen szétrobban, nem marad semmi, 260 fölött ismét fekete lyuk (Heger és Woosley 2002).
Logaritmikus időskálán a csillagok élettartama, a világegyetem kora függőleges vonalként: egy 100 naptömegű csillag kb. 3 millió évig él, a Nap kb. 10 milliárd évig, 0,8 naptömeg alatt tovább, mint a világegyetem mai kora.
A 21 cm-es elnyelés a rádiófrekvencia függvényében: az EDGES 2018-as jele 78 MHz-nél (kb. 200 millió évvel a kezdet után), amelynek a felét sem várták a modellek; a SARAS 3 2022-ben nem látta, és több mint 95%-os biztonsággal elvetette.
Milyen gyorsan kering valami a középponttól mért távolság szerint: a bolygók kifelé egyre lassabbak (Kepler-görbe), egy galaxis mért görbéje viszont lapos marad (Rubin és Ford 1970). A galaxis görbéi vázlatosak.
Két galaxishalmaz átrohan egymáson: a galaxisok továbbhaladnak, a forró gáz összeütközik és középen marad, a lencsézésből számolt tömeg pedig a galaxisokkal megy. Vázlat Clowe és mtsai (2006) és a Chandra kompozit képe nyomán.
Előbb az anyag két szelete (kb. 15 / 85): a sötét anyag kb. 5,4-szer annyi, mint a közönséges; aztán a világegyetem teljes tartalma (kb. 5 / 27 / 68), a láthatatlan kb. 95% kiemelve. Adat: Planck 2018.
A korai világegyetem rekorder fekete lyukai a kezdet után eltelt idő és a tömeg szerint: ULAS J1342+0928 (2017), J0313−1806 (2021), UHZ1 (2023) és GN-z11 (2024).
A keringő gáz felénk jövő része a kék, a távolodó a vörös felé tolja a színképvonalat; együtt kiszélesítik, és a szélességből adódik a sebesség. Vázlat a fekete lyuk körül forgó koronggal.
Egy 100 naptömegű fekete lyukból 23 duplázás kell az egymilliárd naptömegig; az Eddington-határon ez kb. háromnegyed milliárd év. Mivel az első csillagok sem a kezdetkor születtek, az idő nem elég.
Egy fekete lyuk tömege az idő múlásával három esetben: könnyű (100 naptömegű) mag az Eddington-határon, amely nem éri el a rekordert; könnyű mag, amely sokáig a határ felett eszik; nehéz (100 ezer naptömegű) mag, amely eléri. Vázlat.
Maarten Schmidt 1963-as felismerése: a kvazár rejtélyes vonalai a hidrogén ismert vonalai, 15,8%-kal hosszabb hullámhosszra csúszva; a fénye nagyjából kétmilliárd évig utazott hozzánk. A színkép részletei szemléltetők.
A központi fekete lyuk tömege a galaxis csillagainak sebességszórásával, majd a dudor tömegével együtt nő: nagyjából a dudor 5 ezreléke. Adatok: Kormendy és Ho (2013), 45 elliptikus galaxis.
Folyamatos nagyítás: vér, egy vörösvérsejt, a hártya alatti spektrinháló, a hemoglobin, a hem csoport, a vas elektronfelhője, az üres tér, végül a vas-56 magja és kvarkjai; ezt a magot egy csillag rakta össze.
A nukleononkénti kötési energia a tömegszám szerint, lefelé ábrázolva: a H → He → C → O → Ne → Si → Fe lépcső minden fokán energia szabadul fel, a völgy alján a vas családja, legmélyebben a nikkel-62. Adatok: AME2020.
Idővonal négy évszámmal: tizenöt év új szélerőmű nélkül, aztán a nyitás. Ikervár (2011), 12 km-es védőtávolság (2016), 700 m-es (2024. január 1.), végül 25 térség, 702 MVA, közel 2300 MW.
Szélerőművek védőtávolságai vízszintes oszlopokon: Németország (kb. 800 m, zajvédelemből, országos szabály nincs), Lengyelország (700 m), Alsó-Ausztria (1200 m), Dánia (a magasság négyszerese).
A szárazföld hány százaléka van legalább ennyire minden lakóterülettől: 700 m-nél 70%, 1000 m-nél 59%, 1200 m-nél 52%, 1500 m-nél 41%. Saját számítás, felső becslés: tanyák, védett és katonai területek nélkül.
Az új erőművek átlagos áramköltsége a teljes élettartamra (LCOE) 2024-ben: szárazföldi szél 0,034, napelem 0,043 USD/kWh (IRENA, 2025).
A magyar szélerőművek a hideg hónapokban a teljesítményük harmadát is hozzák, nyáron nagyjából a tizedét (Energiaklub, MAVIR 2015–2019); a napelem fordítva: nyáron, délben termel a legtöbbet.
Balra a MOL 2025-ös felmérése: 74% támogatná a szélerőművet a saját településén. Jobbra a gyöngyösfalui fórum: 73 nem, 12 igen (Hungary Today).
A VTT kísérlete (Maijala és mtsai, 2020): ugyanaz a turbinazaj infrahanggal és nélküle; az önkéntesek nem tudták megkülönböztetni a kettőt.
Alacsonyan álló nap a szélturbina mögött: amikor egy lapát a nap elé fordul, a szobába eső fény elsötétül. Illusztráció, nem mérés.
A standard modell táblázata a PDG 2026 értékeivel: az anyag 12 részecskéje, a 4 erőhordozó és a Higgs, a tömegekkel és a három nemzedékkel; egyes csoportok kiemelhetők, és üres, kérdőjeles hely várja a gravitációt.
A proton két u kvarkjának (+2/3) és egy d kvarkjának (−1/3) töltése összeadva +1; a neutroné (u, d, d) 0. A kvarkok között gluon-„rugók”.
Két kvark között az erős erő „gumiszalagja”: ha húzod, nem gyengül, hanem erősödik; elég energiánál elszakad, és az energiából új kvarkpár lesz.
A három kvark saját tömege (kb. 9 MeV) a proton 938 MeV-jének csak kb. 1%-a; a többi a kvarkok és a gluonok mozgásának és kölcsönhatásának energiája (Yang és mtsai 2018). A Higgs-mezőtől csak a kvarkok saját tömege jön.
Cowan és Reines detektora (1956): egy antineutrínó eltalál egy protont a vízben, pozitron és neutron lesz. A pozitron azonnal szétsugárzik, a neutront néhány mikroszekundum múlva egy kadmiummag fogja be: késleltetett kettős jel.
Két foton együttes energiájának eloszlása: a háttér simán lejt, 125 GeV körül kis többlet, és az esély: nagyjából 1 a hárommillióhoz. Szemléltetés az ATLAS és a CMS 2012-es kétfotonos mérésének alakja alapján.
Ami itt nincs: a valódi fotók, a külső (ESA, ESO, NASA, NOIRLab) videók és a mesterséges intelligenciával készült képek és klipek. Ezekre a saját licencük érvényes; a szerzőjüket és a licencüket a rész oldalán, a forrásoknál sorolom fel. Néhány 3D-s jelenet (fekete lyuk, a csillagok belseje, csillagközi felhők) sincs itt, mert túl nehéz ahhoz, hogy a böngésző élőben lejátssza.
