Pamatuji si, když jsem viděl film Hubble 3-D IMAX v roce 2010 a doslova lapal po dechu, když se pohled stáhl z přiblížení do vzdálených hvězd a galaxií, aby ukázal shluky a superklastry galaxií protkaných jako web, čímž se vytvořila rozsáhlá struktura vesmíru. Ve 3-D vypadá struktura podobně jako dvojitá spirála DNA nebo páteř.
Nyní se nový projekt, který si klade za cíl zmapovat strukturu vesmíru, časem ohlédl a vytvořil 3D mapu zobrazující část vesmíru, jak vypadala před devíti miliardami let. Ukazuje četné galaxie a zajímavě, již vyvinutou rozsáhlou strukturu vláken a dutin z galaxií.
Mapa byla vytvořena projektem FastSound, který zkoumá galaxie ve vesmíru pomocí nového Subibre Telescope nového Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS). Tým provádějící práci je z Kjótské univerzity, Tokijské univerzity a Oxfordské univerzity.
Tým řekl, že ačkoli vidí, že shlukování galaxií není tak silné zpět, když byl vesmír 4,7 miliardy let, jako je tomu v dnešním vesmíru, gravitační interakce nakonec povede k shlukování, které roste na současnou úroveň.
Nová mapa překlenuje 600 milionů světelných let v úhlovém směru a dvě miliardy světelných let v radiálním směru. Tým nakonec prozkoumá oblast celkem asi 30 čtverečních stupňů na obloze a poté změří přesné vzdálenosti do asi 5 000 galaxií vzdálených více než deset miliard světelných let.
Toto není první 3D mapa vesmíru: Sloan Digital Sky Survey vytvořil jeden v roce 2006 s pokrytím až pět miliard světelných let daleko, a byl aktualizován teprve minulý rok a byl vytvořen videonávod, který můžete sledujte výše. Začátkem tohoto roku také univerzita na Havaji vytvořila 3D mapu, která ukazuje kosmickou strukturu ve velkém měřítku až do 300 milionů světelných let.
Projekt FastSound však doufá, že vytvoří trojrozměrnou mapu velmi vzdáleného vesmíru tím, že pokryje objem vesmíru dále než deset miliard světelných let daleko. FMOS je spektroskopický systém se širokým polem, který umožňuje blízkou infračervenou spektroskopii více než 100 objektů najednou, s mimořádně širokým zorným polem v kombinaci se světelnou sbírkou světla primárního zrcadla teleskopu 8,2 metru.
Mapa vydaná dnes je jen první z FastSound. Konečná trojrozměrná mapa vzdáleného vesmíru přesně změří pohyb galaxií a poté změří rychlost růstu rozsáhlé struktury jako test Einsteinovy obecné teorie relativity.
Ačkoli vědci vědí, že se expanze vesmíru zrychluje, nevědí proč - ať už je to z temné energie nebo zda se gravitace na kosmologických stupnicích může lišit od gravitace obecné relativity, toto tajemství je jednou z největších otázek současné fyziky a astronomie. Porovnání 3D mapy mladého vesmíru s předpovědi obecné relativity by nakonec mohlo odhalit mechanismus tajemného zrychlení vesmíru.
Tým řekl, že jejich trojrozměrná mapa uvedená v tomto vydání používá spíše míru „comoving“ než lehkou cestovní vzdálenost. Vysvětlili:
Světelná vzdálenost se vztahuje na čas, který uplynul od epochy pozorované vzdálené galaxie do současnosti, vynásobený rychlostí světla. Protože rychlost světla je pro každého pozorovatele vždy konstantní, popisuje vzdálenost dráhy, kterou foton prošel. Expanze vesmíru však zvyšuje délku dráhy, kterou foton v minulosti cestoval. Přicházející vzdálenost, geometrická vzdálenost v současném vesmíru, bere tento efekt v úvahu. Proto je comoving vzdálenost vždy větší než odpovídající světelná vzdálenost.
Na obrázku olova výše od FastSound, barvy galaxií ukazují jejich rychlost formování hvězd, tj. Celkovou hmotnost hvězd produkovaných v galaxii každý rok. Gradace barvy pozadí představuje hustotu čísel galaxií; základní rozložení hmoty (kterému dominuje neviditelná temná hmota, která představuje asi 30% celkové energie ve vesmíru) a jak by to vypadalo takto, kdybychom ho mohli vidět. Spodní část obrázku ukazuje relativní umístění regionů FastSound a Sloan Digital Sky Survey (SDSS), což naznačuje, že projekt FastSound mapuje vzdálenější vesmír než 3D mapa SDSS nedalekého vesmíru.
Zdroj: Subaru Telescope
