Νέος τρισδιάστατος χάρτης δείχνει δομές μεγάλης κλίμακας στο σύμπαν πριν από 9 δισεκατομμύρια χρόνια

Θυμάμαι ότι είδα το Ταινία Hubble 3-D IMAX το 2010 και κυριολεκτικά λαχανιάστηκε όταν η θέα απομακρύνθηκε από τη μεγέθυνση σε μακρινά αστέρια και γαλαξίες για να δείξει σμήνη και υπερσμήνη γαλαξιών συνυφασμένα σαν ιστός, δημιουργώντας τη δομή μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος. Σε 3-D, η δομή μοιάζει πολύ με τη διπλή έλικα του DNA ή μια ραχοκοκαλιά.

Τώρα, ένα νέο έργο που στοχεύει στη χαρτογράφηση της δομής του Σύμπαντος έχει ανατρέξει στο παρελθόν για να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη που δείχνει ένα τμήμα του Σύμπαντος όπως φαινόταν πριν από εννέα δισεκατομμύρια χρόνια. Δείχνει πολυάριθμους γαλαξίες και ενδιαφέροντα, ήδη ανεπτυγμένη μεγάλης κλίμακας δομή νηματίων και κενών φτιαγμένων από ομάδες γαλαξιών.

Ο χάρτης δημιουργήθηκε από τον Έργο FastSound , το οποίο ερευνά γαλαξίες στο Σύμπαν χρησιμοποιώντας το νέο φασματογράφο πολλαπλών αντικειμένων ινών (FMOS) του τηλεσκοπίου Subaru. Η ομάδα που κάνει τη δουλειά είναι από το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.

Η ομάδα είπε ότι αν και μπορούν να δουν ότι η ομαδοποίηση των γαλαξιών δεν ήταν τόσο ισχυρή όταν το Σύμπαν ήταν 4,7 δισεκατομμυρίων ετών όσο στο σημερινό Σύμπαν, η βαρυτική αλληλεπίδραση θα οδηγήσει τελικά σε σμήνη που θα φτάσει στο σημερινό επίπεδο.

Ο νέος χάρτης εκτείνεται σε 600 εκατομμύρια έτη φωτός κατά μήκος της γωνιακής κατεύθυνσης και δύο δισεκατομμύρια έτη φωτός στην ακτινική κατεύθυνση. Η ομάδα τελικά θα ερευνήσει μια περιοχή συνολικής έκτασης περίπου 30 τετραγωνικών μοιρών στον ουρανό και στη συνέχεια θα μετρήσει ακριβείς αποστάσεις σε περίπου 5.000 γαλαξίες που βρίσκονται πάνω από δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά.

Αυτός δεν είναι ο πρώτος τρισδιάστατος χάρτης του Σύμπαντος: το S Το δάνειο Digital Sky Survey δημιούργησε ένα το 2006 με κάλυψη έως και πέντε δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, και ενημερώθηκε μόλις πέρυσι, και δημιουργήθηκε ένα βίντεο, το οποίο μπορείτε να παρακολουθήσετε παραπάνω. Επίσης, νωρίτερα φέτος το Το Πανεπιστήμιο της Χαβάης δημιούργησε έναν τρισδιάστατο χάρτη βίντεο που δείχνει μεγάλης κλίμακας κοσμική δομή μέχρι 300 εκατομμύρια έτη φωτός.

Αλλά το έργο FastSound ελπίζει να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη του πολύ απομακρυσμένου Σύμπαντος καλύπτοντας τον όγκο του Σύμπαντος μακρύτερα από δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Το FMOS είναι ένα σύστημα φασματοσκοπίας ευρέως πεδίου που επιτρέπει τη φασματοσκοπία εγγύς υπέρυθρη ακτινοβολία περισσότερων από 100 αντικειμένων κάθε φορά, με εξαιρετικά ευρύ οπτικό πεδίο όταν συνδυάζεται με τη δύναμη συλλογής φωτός του πρωτεύοντος καθρέφτη 8,2 μέτρων του τηλεσκοπίου.

Ο χάρτης που κυκλοφόρησε σήμερα είναι μόνο ο πρώτος από το FastSound. Ο τελικός τρισδιάστατος χάρτης του απομακρυσμένου Σύμπαντος θα μετρήσει με ακρίβεια την κίνηση των γαλαξιών και στη συνέχεια θα μετρήσει τον ρυθμό ανάπτυξης της δομής μεγάλης κλίμακας ως δοκιμή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.

Αν και οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η διαστολή του Σύμπαντος επιταχύνεται, δεν ξέρουν γιατί – είτε είναι από τη σκοτεινή ενέργεια είτε αν η βαρύτητα στην κοσμολογική κλίμακα μπορεί να διαφέρει από αυτή της γενικής σχετικότητας, αυτό το μυστήριο είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική και αστρονομία. Μια σύγκριση του τρισδιάστατου χάρτη του νεαρού Σύμπαντος με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας θα μπορούσε τελικά να αποκαλύψει τον μηχανισμό για τη μυστηριώδη επιτάχυνση του Σύμπαντος.

Η ομάδα είπε ότι ο τρισδιάστατος χάρτης της που εμφανίζεται σε αυτήν την έκδοση χρησιμοποιεί ένα μέτρο της απόστασης 'μετακίνησης' αντί για την απόσταση ελαφριάς διαδρομής. Εξήγησαν:

Η απόσταση ταξιδιού στο φως αναφέρεται στο χρόνο που έχει περάσει από την εποχή του παρατηρούμενου μακρινού γαλαξία μέχρι σήμερα, πολλαπλασιαζόμενος με την ταχύτητα του φωτός. Δεδομένου ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα σταθερή για κάθε παρατηρητή, περιγράφει την απόσταση της διαδρομής που έχει διανύσει ένα φωτόνιο. Ωστόσο, η διαστολή του Σύμπαντος αυξάνει το μήκος της διαδρομής που ταξίδεψε το φωτόνιο στο παρελθόν. Η μεταγενέστερη απόσταση, η γεωμετρική απόσταση στο σημερινό Σύμπαν, λαμβάνει υπόψη αυτό το φαινόμενο. Επομένως, η απόσταση κίνησης είναι πάντα μεγαλύτερη από την αντίστοιχη απόσταση διαδρομής φωτός.

Στην κύρια εικόνα παραπάνω από το FastSound, τα χρώματα των γαλαξιών υποδεικνύουν τον ρυθμό σχηματισμού αστεριών τους, δηλαδή τη συνολική μάζα των αστεριών που παράγονται σε έναν γαλαξία κάθε χρόνο. Η διαβάθμιση στο χρώμα του φόντου αντιπροσωπεύει την πυκνότητα του αριθμού των γαλαξιών. την υποκείμενη κατανομή μάζας (η οποία κυριαρχείται από την αόρατη σκοτεινή ύλη που αντιπροσωπεύει περίπου το 30% της συνολικής ενέργειας στο Σύμπαν) και πώς θα φαινόταν έτσι αν μπορούσαμε να τη δούμε. Το κάτω μέρος του σχήματος δείχνει τις σχετικές θέσεις των περιοχών FastSound και Sloan Digital Sky Survey (SDSS), υποδεικνύοντας ότι το έργο FastSound χαρτογραφεί ένα πιο μακρινό Σύμπαν από τον τρισδιάστατο χάρτη του SDSS του κοντινού Σύμπαντος.

Μάθετε περισσότερα για το FastSound εδώ.

Πηγή: Τηλεσκόπιο Subaru