Muistan nähneeni Hubble 3-D IMAX -elokuvan vuonna 2010 ja kirjaimellisesti huolestuttavan, kun näkymä vetäytyi zoomauksesta kaukaisiin tähtiin ja galakseihin osoittaakseen verkon tavoin kudottujen galaksien klustereita ja superklustereita luomalla maailmankaikkeuden laaja-alaisen rakenteen. Kolmiulotteisessa muodossa rakenne näyttää paljon kuin DNA-kaksoiskierre tai runko.
Nyt uusi projekti, jolla pyritään kartoittamaan maailmankaikkeuden rakenne, on ajatellut taaksepäin aikataulun luomiseksi kolmiulotteisen kartan, joka näyttää osan universumista sellaisena kuin se näytti yhdeksän miljardia vuotta sitten. Se osoittaa lukuisia galakseja ja mielenkiintoisesti jo kehitettyä laajamittaista galaksiryhmistä tehtyjen filamenttien ja tyhjiöiden rakennetta.
Kartta luotiin FastSound-projektilla, joka kartoittaa maailmankaikkeuden galakseja Subaru-teleskoopin uuden kuitu-moniobjektispektrografin (FMOS) avulla. Työtä tekevä ryhmä on Kioton yliopistosta, Tokion yliopistosta ja Oxfordin yliopistosta.
Ryhmä sanoi, että vaikka he näkevät, että galaksien klusterointi ei ole niin vahvaa takaisin, kun maailmankaikkeus oli 4,7 miljardia vuotta vanha kuin nykypäivän universumissa, gravitaatiovuorovaikutus johtaa lopulta klusteriin, joka kasvaa nykyiselle tasolle.
Uusi kartta ulottuu 600 miljoonaan valovuoteen kulmasuuntaan ja kaksi miljardia valovuotta säteittäiseen suuntaan. Ryhmä tutkii lopulta alueen, jonka kokonaisarvo on noin 30 neliöastetta taivaalla, ja mittaa sitten tarkat etäisyydet noin 5000 galaksiin, jotka ovat yli kymmenen miljardin valovuoden päässä.
Tämä ei ole ensimmäinen kolmiulotteinen kartta maailmankaikkeudesta: Sloan Digital Sky Survey, joka luotiin vuonna 2006, kattavuus jopa viisi miljardia valovuotta, ja sitä päivitettiin juuri viime vuonna, ja luotiin videolevy, jonka voit katsella yllä. Lisäksi aiemmin tänä vuonna Havaijin yliopisto loi kolmiulotteisen videokartan, joka näyttää suuren mittakaavan kosmisen rakenteen jopa 300 miljoonaan valovuoteen.
Mutta FastSound-projekti haluaa luoda kolmiulotteisen kartan kaukana olevasta maailmankaikkeudesta kattamalla maailmankaikkeuden tilavuus kauempana kuin kymmenen miljardia valovuotta. FMOS on laaja-alainen spektroskopiajärjestelmä, joka mahdollistaa yli 100 kohteen kerrallaan infrapunaspektroskopian. Erityisen leveä näkökenttä yhdistetään kaukoputken 8,2 metrin ensiöpeilin valonkeruutehoon.
Tänään julkaistu kartta on vain ensimmäinen FastSoundilta. Etäisen maailmankaikkeuden lopullinen kolmiulotteinen kartta mittaa tarkasti galaksien liikettä ja mittaa sitten suuren mittakaavan rakenteen kasvunopeuden Einsteinin yleisen suhteellisuusteorian testiksi.
Vaikka tutkijat tietävät, että maailmankaikkeuden laajentuminen kiihtyy, he eivät tiedä miksi - onko kyse pimeästä energiasta vai voiko kosmologisten asteikkojen painovoima poiketa yleisestä suhteellisuudesta - tämä mysteeri on yksi suurimmista kysymyksistä nykyfysiikassa ja tähtitiede. Nuoren maailmankaikkeuden 3D-kartan vertailu yleisrelatiivisuuden ennusteisiin voisi lopulta paljastaa maailmankaikkeuden salaperäisen kiihtyvyyden mekanismin.
Joukkue kertoi, että heidän tässä julkaisussa esitetty kolmiulotteinen kartta käyttää mittaa "matkalla" etäisyyteen eikä kevyeen matkamatkaan. He selittivät:
Kevyt matkaetäisyys tarkoittaa aikaa, joka on kulunut havaitun kaukaisen galaksin aikakaudesta nykyhetkeen, kerrottuna valon nopeudella. Koska valon nopeus on aina vakio jokaiselle tarkkailijalle, se kuvaa fotonin kulkeman reitin etäisyyttä. Universumin laajentuminen pidentää kuitenkin polun pituutta, jolla fotoni kulki aiemmin. Yhdistävä etäisyys, nykyisen maailmankaikkeuden geometrinen etäisyys, ottaa tämän vaikutuksen huomioon. Siksi yhdistämisetäisyys on aina suurempi kuin vastaava kevyt matkamatka.
Yllä olevassa FastSoundin lyijykuvassa galaksien värit ilmaisevat niiden tähtien muodostumisnopeutta, toisin sanoen galaksissa vuosittain tuotettujen tähtien kokonaismassaa. Taustavärin gradientti edustaa galaksien lukumäärän tiheyttä; taustalla oleva massajakauma (jota hallitsee näkymätön tumma aine, jonka osuus on noin 30% maailmankaikkeuden kokonaisenergiasta) ja miltä se näyttää tältä, jos voisimme nähdä sen. Kuvan alaosa osoittaa FastSound- ja Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -alueiden suhteelliset sijainnit, mikä osoittaa, että FastSound-projekti kartoittaa kauempaa universumia kuin SDSS: n 3D-kartta läheisestä universumista.
Lähde: Subarun kaukoputki
