Jeg kan huske, at jeg så Hubble 3-D IMAX-film i 2010 og bogstaveligt talt gispe, da udsigten trak sig tilbage fra at zoome ind i fjerne stjerner og galakser for at vise klynger og superklynger af galakser, der er sammenvævet som et web, hvilket skaber universets storskala-struktur. I 3-D ligner strukturen meget som den dobbelte DNA-helix eller en rygrad.
Nu har et nyt projekt, der sigter mod at kortlægge universets struktur, set tilbage i tiden for at skabe et 3D-kort, der viser en del af universet, som det så ud for ni milliarder år siden. Det viser adskillige galakser og interessant, allerede udviklet storskala-struktur af filamenter og hulrum fremstillet af galakse-grupper.
Kortet blev oprettet af FastSound-projektet, der kortlægger galakser i universet ved hjælp af Subaru-teleskopets nye Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS). Holdet, der udfører arbejdet, er fra Kyoto University, University of Tokyo og University of Oxford.
Holdet sagde, at selv om de kan se, at sammenklynningen af galakser ikke er så stærk tilbage, da universet var 4,7 milliarder år gammelt, som det er i nutidens univers, vil gravitationsinteraktion i sidste ende resultere i klynger, der vokser til det nuværende niveau.
Det nye kort spænder over 600 millioner lysår i vinkelretningen og to milliarder lysår i radial retning. Holdet vil til sidst undersøge en region på i alt ca. 30 kvadrat grader på himlen og derefter måle nøjagtige afstande til ca. 5.000 galakser, der er mere end ti milliarder lysår væk.
Dette er ikke det første 3D-kort over universet: Sloan Digital Sky Survey oprettede et i 2006 med dækning på op til fem milliarder lysår væk, og det blev opdateret lige sidste år, og der blev oprettet en videoflyv, som du kan se ovenfor. Tidligere i år oprettede University of Hawaii også et 3D-videokort, der viser kosmisk struktur i stor skala ud til 300 millioner lysår.
Men FastSound-projektet håber at skabe et 3D-kort over det meget fjerne univers ved at dække universets volumen længere end ti milliarder lysår væk. FMOS er et bredfeltspektroskopisystem, der muliggør næsten infrarød spektroskopi af over 100 objekter ad gangen med et usædvanligt bredt synsfelt, når det kombineres med lysopsamlingskraften i det 8,2 meter primære spejl i teleskopet.
Kortet, der er frigivet i dag, er bare det første fra FastSound. Det sidste 3D-kort over det fjerne univers vil måle nøjagtigt galaksernes bevægelse og derefter måle væksthastigheden for den store skala som en test af Einsteins generelle relativitetsteori.
Selvom forskere ved, at udvidelsen af universet accelererer, ved de ikke hvorfor - uanset om det kommer fra mørk energi eller om tyngdekraften på kosmologiske skalaer kan afvige fra den generelle relativitet, er dette mysterium et af de største spørgsmål i nutidens fysik og astronomi. En sammenligning af 3D-kortet over det unge univers med forudsigelserne om generel relativitet kunne til sidst afsløre mekanismen for universets mystiske acceleration.
Holdet sagde, at deres 3D-kort, der er vist i denne udgivelse, bruger et mål for "comoving" -afstand snarere end let rejseafstand. De forklarede:
Lysrejeafstand henviser til den tid, der er gået fra tiden fra den observerede fjerne galakse til nutiden, ganget med lysets hastighed. Da lysets hastighed altid er konstant for enhver observatør, beskriver den afstanden for stien, som en foton har kørt. Imidlertid øger universets udvidelse længden af stien, som fotonen rejste i fortiden. Ved at fjerne afstand, den geometriske afstand i det nuværende univers, tages der højde for denne virkning. Derfor er den afstigende afstand altid større end den tilsvarende lysafstand.
I hovedbilledet ovenfor fra FastSound angiver galaxernes farver deres stjernedannelsesfrekvens, dvs. den samlede masse af stjerner, der produceres i en galakse hvert år. Gradueringen i baggrundsfarve repræsenterer taletætheden for galakser; den underliggende massefordeling (som domineres af usynlig mørk stof, der tegner sig for ca. 30% af den samlede energi i universet), og hvordan det ville se sådan ud, hvis vi kunne se det. Den nederste del af figuren viser de relative placeringer af FastSound og Sloan Digital Sky Survey (SDSS) regioner, hvilket indikerer, at FastSound-projektet kortlægger et fjernere univers end SDSSs 3D-kort over det nærliggende univers.
Kilde: Subaru-teleskop
