rev.ex5.fall.13 - Cosmic Catastrophes 309N Fall 2013(48535...

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1 Cosmic’Catastrophes ’ Wheeler’ 309N’ Fall’2013 ’ ’ December’2,’2013 ’ (48535)’ Review’for’Test’#5 Gamma-Ray’Bursts,’Cosmology,’String’Theory’and’Quantum’Gravity Gamma-ray’bursts’ –’ flashes’of’gamma -ray’energy’detected’by’satellites’about’once’per’day’lasting’ about’ 10’to’30’seconds. Optical’Counterparts’ –’ these’allow’gamma -ray’bursts’to’be’associated’with’other’phenomena.’They’ are’in’galaxies’at’cosmological’distances. Afterglow’ –’ fading’radiation’in’radio,’optical,’and’x -ray’lasting’for’weeks’or’months’after’mai n’ burst,’collision’of’ejected’material’with’matter’surrounding’the’star. The’energy’of’a’gamma -ray’burst’is ’ focused’in’a’jet’moving’at’nearly’the’speed’of’light,’with’an’ energy’comparable’to’a’supernova. About’100’gamma -ray’bursts’occur’for’every’one’poi nted’at’the’ Earth.’ Gamma-ray’bursts’occur’in’star -forming’regions’in’spiral’galaxies,’so’associated’with’massive,’ short-lived’stars’and’hence’core’collapse. Gamma-ray’bursts’are’associated’with’Type’Ic’supernovae. The’most’popular’idea’is’that’gamma -ray’ bursts’represent’the’birth’of’black’holes,’but’the’birth’of’ magnetars’is’also’considered. Big’Bang’ –’ the’initial’expansion’of’the’Universe’from’a’condition’of’very’high’density’and’ temperature’(“singularity”). ’ Dark’Ages’ –’ the’time’after’the’Big’Bang’whe n’the’Universe’had’expanded’and’cooled’and’there’ were’not’yet’any’stars’or’galaxies. Gamma-ray’bursts’and’cosmology’ –’ gamma-ray’bursts’are’so’bright’they’might’be’the’first’objects’ observable’as’stars’first’began’to’form’ and’die’ after’the’end’of’the’“Dark ’ Ages.”’ Expansion’of’the’Universe’ –’ space’expands’and’pulls’all’distant’galaxies’apart’with’a’speed’that’ increases’with’distance.’There’need’not’be’a’3 -D’center,’a’3 -D’edge’nor’a’3 -D’outside’to’our’3 -D’ Universe.’ Age’of’the’Universe’is’about’13 .8’billion ’ years,’determined’from’the’distance’to’supernovae’(and’ other’things)’and’the’velocity’of’recession’as’measured’by’the’Doppler’shift. Traditional’Types’of’Universes’ –’ “flat,”’infinite’in’extent,’will’expand’forever’a pproaching’zero’ velocity;’“open,” ’ infinite’in’extent,’will’expand’forever’at’a’finite’velocity;’“closed ,”’finite’in’extent’ and’volume,’will’recollapse’(neglecting’Dark’Energy).
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