Pamiętam, jak widziałem film Hubble 3-D IMAX w 2010 roku i dosłownie łapałem oddech, gdy widok cofnął się od przybliżania do odległych gwiazd i galaktyk, aby pokazać gromady i supergromady galaktyk splecione jak sieć, tworząc strukturę Wszechświata na dużą skalę. W 3-D struktura wygląda bardzo podobnie do podwójnej helisy DNA lub kręgosłupa.
Teraz nowy projekt, który ma na celu zmapowanie struktury Wszechświata, cofnął się w czasie, aby stworzyć trójwymiarową mapę pokazującą część Wszechświata, jak wyglądał dziewięć miliardów lat temu. Pokazuje liczne galaktyki i co ciekawe, rozwiniętą już na dużą skalę strukturę żarników i pustek wykonanych z grup galaktyk.
Mapa została stworzona w ramach projektu FastSound, który bada galaktyki we Wszechświecie za pomocą nowego Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS). Zespół wykonujący pracę pochodzi z Uniwersytetu w Kioto, Uniwersytetu w Tokio i Uniwersytetu w Oksfordzie.
Zespół powiedział, że chociaż widzą, że gromada galaktyk nie jest tak silna, gdy Wszechświat miał 4,7 miliarda lat, jak we współczesnym Wszechświecie, interakcja grawitacyjna ostatecznie doprowadzi do gromady, która rośnie do obecnego poziomu.
Nowa mapa obejmuje 600 milionów lat świetlnych wzdłuż kierunku kątowego i dwa miliardy lat świetlnych w kierunku promieniowym. Zespół ostatecznie zbada region o powierzchni około 30 stopni kwadratowych na niebie, a następnie zmierzy dokładne odległości do około 5000 galaktyk, które są w odległości ponad dziesięciu miliardów lat świetlnych.
To nie jest pierwsza trójwymiarowa mapa Wszechświata: Sloan Digital Sky Survey stworzył ją w 2006 roku z zasięgiem do pięciu miliardów lat świetlnych stąd, i został zaktualizowany dopiero w zeszłym roku, a także stworzono wideo flyough, które można patrz wyżej. Ponadto na początku tego roku Uniwersytet Hawajski stworzył trójwymiarową mapę wideo pokazującą kosmiczną strukturę na dużą skalę do 300 milionów lat świetlnych.
Ale projekt FastSound ma nadzieję stworzyć trójwymiarową mapę bardzo odległego Wszechświata, obejmując objętość Wszechświata dalej niż dziesięć miliardów lat świetlnych stąd. FMOS to system do spektroskopii szerokiego pola, który umożliwia spektroskopię w bliskiej podczerwieni ponad 100 obiektów jednocześnie, z wyjątkowo szerokim polem widzenia w połączeniu z mocą zbierania światła 8,2-metrowego zwierciadła głównego teleskopu.
Wydana dzisiaj mapa jest tylko pierwszą z FastSound. Ostateczna trójwymiarowa mapa odległego Wszechświata dokładnie zmierzy ruch galaktyk, a następnie zmierzy tempo wzrostu wielkoskalowej struktury jako test ogólnej teorii względności Einsteina.
Chociaż naukowcy wiedzą, że ekspansja Wszechświata przyspiesza, nie wiedzą, dlaczego - czy to z ciemnej energii, czy też grawitacja w skalach kosmologicznych może różnić się od ogólnej teorii względności, ta tajemnica jest jednym z największych pytań we współczesnej fizyce i astronomia. Porównanie mapy 3D młodego Wszechświata z przewidywaniami ogólnej teorii względności może ostatecznie ujawnić mechanizm tajemniczego przyspieszenia Wszechświata.
Zespół powiedział, że ich trójwymiarowa mapa pokazana w tym wydaniu wykorzystuje miarę odległości „towarzyszącej”, a nie odległość podróży na odległość. Wyjaśnili:
Odległość podróży światła odnosi się do czasu, który upłynął od epoki obserwowanej odległej galaktyki do teraźniejszości, pomnożonego przez prędkość światła. Ponieważ prędkość światła jest zawsze stała dla każdego obserwatora, opisuje odległość drogi, którą przebył foton. Jednak ekspansja Wszechświata zwiększa długość ścieżki, którą foton podróżował w przeszłości. Zbliżająca się odległość, odległość geometryczna we współczesnym Wszechświecie, uwzględnia ten efekt. Dlatego odległość do komiksowania jest zawsze większa niż odpowiadająca jej odległość podróży światła.
Na zdjęciu ołowiu powyżej z FastSound kolory galaktyk wskazują na szybkość ich powstawania, tj. Całkowitą masę gwiazd produkowanych w galaktyce każdego roku. Gradacja koloru tła reprezentuje gęstość liczbową galaktyk; leżący u podstaw rozkład masy (który jest zdominowany przez niewidzialną ciemną materię, która stanowi około 30% całkowitej energii we Wszechświecie) i jak by to wyglądało, gdybyśmy mogli to zobaczyć. Dolna część rysunku pokazuje względne położenia regionów FastSound i Sloan Digital Sky Survey (SDSS), wskazując, że projekt FastSound mapuje bardziej oddalony Wszechświat niż mapa 3D SDSS pobliskiego Wszechświata.
Źródło: Subaru Telescope
