Расширение вселенной

Международная команда во главе с астрономами из Киотского университета, Токийского университета и Оксфордского университета выпустила свою первую версию трехмерной карты Вселенной из своего проекта FastSound (примечание 1), в котором исследуются галактики во Вселенной более чем на девять миллиардов светлые годы. Используя новый многоспектральный спектрограф (FMOS, примечание 2) Subaru Telescope, трехмерная карта команды включает в себя 1100 галактик и показывает масштабную структуру Вселенной за девять миллиардов лет назад.

3D-карта FastSound Project крупномасштабной структуры региона во Вселенной около 4,7 миллиарда лет после Большого Взрыва. Эта область охватывает 2,5 раза 3 градуса неба, с радиальным расстоянием, которое составляет 12-14,5 млрд световых лет на сопутствующем расстоянии или 8-9,6 млрд световых лет на расстоянии света. Цвета галактик указывают на скорость их звездообразования, т. Е. Общую массу звезд, производимых в галактике каждый год.

Градация в фоновом цвете представляет собой плотность числа галактик; основное распределение масс (в котором доминирует невидимая так называемая «темная материя», на которую приходится около 30% полной энергии во Вселенной) будет выглядеть так, если бы мы могли ее увидеть. В нижней части рисунка показаны относительные местоположения областей FastSound и Sloan Digital Sky Survey (SDSS), что указывает на то, что FastSound Project отображает более удаленную Вселенную, чем 3D-карта SDSS соседней Вселенной. (Кредит: NAOJ, SDSS, CFHT)

ПFMOS - мощная широкопольная спектроскопическая система, которая позволяет проводить ближнюю инфракрасную спектроскопию более чем по 100 объектов за раз; расположение спектрографа при первичном фокусе позволяет получить исключительно широкое поле зрения в сочетании со световой способностью собирать 8,2 м первичного зеркала телескопа.

Текущая 3D-карта из 1100 галактик показывает крупномасштабную структуру Вселенной девять миллиардов лет назад, охватывая 600 миллионов световых лет вдоль углового направления и два миллиарда световых лет в радиальном направлении. В конечном итоге команда проведет обзор области, составляющей около 30 квадратных градусов в небе, а затем измеряет точные расстояния примерно до 5000 галактик, которые находятся на расстоянии более десяти миллиардов световых лет. Хотя кластеризация галактик не так сильна, как кластеризация современной Вселенной, гравитационное взаимодействие в конечном итоге приведет к кластеризации, которая растет до текущего уровня.

Окончательная трехмерная карта далекой Вселенной будет служить первичной научной цели проекта: точно измерить движение галактик, а затем измерить скорость роста крупномасштабной структуры, как критерий общей теории относительности Эйнштейна. Хотя ученые знают, что расширение Вселенной ускоряется, они не знают, почему; это один из самых больших вопросов в современной физике и астрономии.

Неизвестная форма энергии, так называемая «темная энергия», по-видимому, равномерно заполняет Вселенную, составляя около 70% ее массовой энергии и, по-видимому, вызывает ее ускорение. Альтернативно, фундаментальная теория гравитации в космологических масштабах может отличаться от фундаментальной теории гравитации общей теории относительности, которая господствует как доминирующая теория гравитации и пространства-времени. Сравнение 3D-карты молодой Вселенной с предсказаниями общей теории относительности, может в конечном итоге выявить механизм таинственного ускорения Вселенной.