Θυμάμαι που είδα την ταινία 3-D IMAX του Χαμπλ το 2010 και κυριολεκτικά έκπληκτος όταν η θέα τράβηξε πίσω από το ζουμ σε μακρινά αστέρια και γαλαξίες για να δείξει σμήνη και υπερκαυστήρες γαλαξιών που συνδέονται σαν έναν ιστό, δημιουργώντας τη δομή μεγάλης κλίμακας του Σύμπαντος. Στο 3-D, η δομή μοιάζει πολύ με τη διπλή έλικα του DNA ή τη ραχοκοκαλιά.
Τώρα, ένα νέο έργο που στοχεύει στη χαρτογράφηση της δομής του Σύμπαντος έχει κοιτάξει πίσω στο χρόνο για να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη που δείχνει ένα τμήμα του Σύμπαντος όπως φαίνεται πριν από εννέα δισεκατομμύρια χρόνια. Δείχνει πολλούς γαλαξίες και είναι ενδιαφέρον, ήδη αναπτυγμένη δομή νημάτων και κενών μεγάλης κλίμακας από ομάδες γαλαξιών.
Ο χάρτης δημιουργήθηκε από το έργο FastSound, το οποίο ερευνά τους γαλαξίες στο Σύμπαν χρησιμοποιώντας το νέο Fect Multi-Object Spectrograph (FMOS) του Subaru Telescope. Η ομάδα που κάνει τη δουλειά είναι από το Πανεπιστήμιο του Κιότο, το Πανεπιστήμιο του Τόκιο και το Πανεπιστήμιο της Οξφόρδης.
Η ομάδα είπε ότι παρόλο που μπορούν να δουν ότι η συγκέντρωση γαλαξιών δεν είναι τόσο ισχυρή όταν το Σύμπαν ήταν 4,7 δισεκατομμυρίων ετών, όπως είναι στο σημερινό Σύμπαν, η βαρυτική αλληλεπίδραση θα οδηγήσει τελικά σε ομαδοποίηση που αυξάνεται στο τρέχον επίπεδο.
Ο νέος χάρτης εκτείνεται σε 600 εκατομμύρια έτη φωτός κατά τη γωνιακή κατεύθυνση και δύο δισεκατομμύρια έτη φωτός κατά την ακτινική κατεύθυνση. Η ομάδα θα εξετάσει τελικά μια περιοχή συνολικού ύψους περίπου 30 τετραγωνικών βαθμών στον ουρανό και στη συνέχεια θα μετρήσει ακριβείς αποστάσεις έως περίπου 5.000 γαλαξίες που απέχουν πάνω από δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός.
Αυτός δεν είναι ο πρώτος τρισδιάστατος χάρτης του Σύμπαντος: η Sloan Digital Sky Survey δημιούργησε έναν το 2006 με κάλυψη έως και πέντε δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά, και ενημερώθηκε μόλις πέρυσι, και δημιουργήθηκε ένα βίντεο fly meskipun, το οποίο μπορείτε προσέξτε παραπάνω. Επίσης, νωρίτερα αυτό το έτος, το Πανεπιστήμιο της Χαβάης δημιούργησε έναν τρισδιάστατο χάρτη βίντεο που δείχνει κοσμική δομή μεγάλης κλίμακας σε 300 εκατομμύρια έτη φωτός.
Αλλά το έργο FastSound ελπίζει να δημιουργήσει έναν τρισδιάστατο χάρτη του πολύ απομακρυσμένου Σύμπαντος καλύπτοντας τον όγκο του Σύμπαντος περισσότερο από δέκα δισεκατομμύρια έτη φωτός μακριά. Το FMOS είναι ένα σύστημα φασματοσκοπίας ευρέως πεδίου που επιτρέπει φασματοσκοπία σχεδόν υπέρυθρων πάνω από 100 αντικειμένων κάθε φορά, με εξαιρετικά ευρύ οπτικό πεδίο όταν συνδυάζεται με την ισχύ συλλογής φωτός του πρωτογενούς καθρέφτη του τηλεσκοπίου 8,2 μέτρων.
Ο χάρτης που κυκλοφόρησε σήμερα είναι μόνο ο πρώτος από το FastSound. Ο τελικός τρισδιάστατος χάρτης του απομακρυσμένου σύμπαντος θα μετρήσει με ακρίβεια την κίνηση των γαλαξιών και στη συνέχεια θα μετρήσει τον ρυθμό ανάπτυξης της μεγάλης κλίμακας δομής ως δοκιμή της γενικής θεωρίας της σχετικότητας του Αϊνστάιν.
Αν και οι επιστήμονες γνωρίζουν ότι η επέκταση του Σύμπαντος επιταχύνεται, δεν ξέρουν γιατί - είτε προέρχεται από σκοτεινή ενέργεια είτε εάν η βαρύτητα σε κοσμολογικές κλίμακες μπορεί να διαφέρει από αυτήν της γενικής σχετικότητας, αυτό το μυστήριο είναι ένα από τα μεγαλύτερα ερωτήματα στη σύγχρονη φυσική και αστρονομία. Μια σύγκριση του τρισδιάστατου χάρτη του νέου Σύμπαντος με τις προβλέψεις της γενικής σχετικότητας θα μπορούσε τελικά να αποκαλύψει τον μηχανισμό για τη μυστηριώδη επιτάχυνση του Σύμπαντος.
Η ομάδα είπε ότι ο τρισδιάστατος χάρτης τους που εμφανίζεται σε αυτήν την έκδοση χρησιμοποιεί ένα μέτρο «μετακινούμενης» απόστασης παρά ελαφριά απόσταση ταξιδιού. Εξήγησαν:
Η απόσταση ταξιδιού του φωτός αναφέρεται στον χρόνο που έχει παρέλθει από την εποχή του παρατηρούμενου μακρινού γαλαξία έως σήμερα, πολλαπλασιασμένος με την ταχύτητα του φωτός. Δεδομένου ότι η ταχύτητα του φωτός είναι πάντα σταθερή για οποιονδήποτε παρατηρητή, περιγράφει την απόσταση της διαδρομής που έχει διανύσει ένα φωτόνιο. Ωστόσο, η επέκταση του Σύμπαντος αυξάνει το μήκος της διαδρομής που ταξίδεψε το φωτονίο στο παρελθόν. Η μετακινούμενη απόσταση, η γεωμετρική απόσταση στο τρέχον Σύμπαν, λαμβάνει υπόψη αυτό το αποτέλεσμα. Επομένως, η απόσταση κίνησης είναι πάντα μεγαλύτερη από την αντίστοιχη απόσταση ταξιδιού φωτός.
Στην παραπάνω εικόνα του FastSound, τα χρώματα των γαλαξιών δείχνουν τον ρυθμό σχηματισμού των αστεριών τους, δηλαδή τη συνολική μάζα των αστεριών που παράγονται σε έναν γαλαξία κάθε χρόνο. Η διαβάθμιση στο χρώμα του φόντου αντιπροσωπεύει την πυκνότητα των γαλαξιών. την υποκείμενη κατανομή μάζας (η οποία κυριαρχείται από αόρατη σκοτεινή ύλη που αντιπροσωπεύει περίπου το 30% της συνολικής ενέργειας στο Σύμπαν) και πώς θα μοιάζει με αυτό αν μπορούσαμε να τη δούμε. Το κάτω μέρος της εικόνας δείχνει τις σχετικές τοποθεσίες των περιοχών FastSound και Sloan Digital Sky Survey (SDSS), υποδεικνύοντας ότι το έργο FastSound χαρτογραφεί ένα πιο μακρινό Σύμπαν από τον τρισδιάστατο χάρτη του SDSS του κοντινού Σύμπαντος.
Πηγή: Τηλεσκόπιο Subaru
