Я помню, как смотрел трехмерный фильм IMAX Хаббла в 2010 году и буквально задыхался, когда изображение отодвигалось от увеличения на далекие звезды и галактики, чтобы показать скопления и сверхскопления галактик, переплетенных как сеть, создавая крупномасштабную структуру Вселенной. В 3D структура выглядит очень похоже на двойную спираль ДНК или позвоночник.
Теперь новый проект, целью которого является картирование структуры Вселенной, оглянулся назад во времени, чтобы создать трехмерную карту, показывающую часть Вселенной, как она выглядела девять миллиардов лет назад. На нем представлены многочисленные галактики и интересная, уже разработанная крупномасштабная структура нитей и пустот, сделанных из групп галактик.
Карта была создана проектом FastSound, который исследует галактики во Вселенной, используя новый оптоволоконный мультиобъектный спектрограф Subaru Telescope (FMOS). Команда, выполняющая работу, состоит из Киотского университета, Токийского университета и Оксфордского университета.
Команда сказала, что, хотя они могут видеть, что скопление галактик не было таким сильным, когда Вселенной было 4,7 миллиарда лет, как это происходит в современной Вселенной, гравитационное взаимодействие в конечном итоге приведет к скоплению, которое вырастет до текущего уровня.
Новая карта охватывает 600 миллионов световых лет в угловом направлении и два миллиарда световых лет в радиальном направлении. В конечном итоге команда проведет съемку области размером около 30 квадратных градусов в небе, а затем измерит точное расстояние до 5000 галактик, которые находятся на расстоянии более десяти миллиардов световых лет.
Это не первая трехмерная карта Вселенной: Sloan Digital Sky Survey создала ее в 2006 году с охватом до пяти миллиардов световых лет, и она была обновлена только в прошлом году, и была создана видеоплёнка, которую вы можете смотреть выше. Кроме того, в начале этого года Гавайский университет создал трехмерную видеокарту, на которой показано крупномасштабное космическое строение на 300 миллионов световых лет.
Но проект FastSound надеется создать трехмерную карту очень далекой Вселенной, покрыв объем Вселенной дальше, чем на десять миллиардов световых лет. FMOS - это широкопольная система спектроскопии, которая позволяет осуществлять спектроскопию ближнего инфракрасного спектра более чем 100 объектов одновременно, с исключительно широким полем зрения в сочетании с мощностью сбора света 8,2-метрового основного зеркала телескопа.
Карта, выпущенная сегодня, является только первой от FastSound. Окончательная трехмерная карта далекой Вселенной будет точно измерять движение галактик, а затем измерять скорость роста крупномасштабной структуры в качестве проверки общей теории относительности Эйнштейна.
Хотя ученые знают, что расширение Вселенной ускоряется, они не знают, почему - будь то от темной энергии или гравитация в космологических масштабах может отличаться от общей теории относительности, эта загадка является одним из самых больших вопросов в современной физике и астрономия. Сравнение трехмерной карты молодой Вселенной с предсказаниями общей теории относительности может в конечном итоге выявить механизм загадочного ускорения Вселенной.
Команда сказала, что их трехмерная карта, показанная в этом выпуске, использует меру «сопутствующего» расстояния, а не легкое расстояние перемещения. Они объяснили:
Расстояние прохождения света относится ко времени, прошедшему от эпохи наблюдаемой далекой галактики до настоящего времени, умноженному на скорость света. Поскольку скорость света всегда постоянна для любого наблюдателя, она описывает расстояние пути, по которому прошел фотон. Однако расширение Вселенной увеличивает длину пути, по которому фотон прошел в прошлом. Смежное расстояние, геометрическое расстояние в текущей Вселенной, учитывает этот эффект. Следовательно, расстояние перемещения всегда больше соответствующего расстояния перемещения света.
На приведенном выше изображении от FastSound цвета галактик указывают скорость их звездообразования, то есть общую массу звезд, производимых в галактике каждый год. Градация в цвете фона представляет плотность числа галактик; лежащее в основе распределение массы (в котором преобладает невидимая темная материя, на долю которой приходится около 30% всей энергии во Вселенной) и как это будет выглядеть, если мы сможем это увидеть. Нижняя часть рисунка показывает относительные местоположения областей FastSound и Sloan Digital Sky Survey (SDSS), указывая на то, что проект FastSound отображает более отдаленную Вселенную, чем 3D-карта SDSS соседней Вселенной.
Источник: Subaru Telescope
