Es atceros, kā 2010. gadā redzēju Habla trīsdimensiju IMAX filmu un burtiski aizraujos, kad skats tika pievilkts no tālummaiņas tālās zvaigznēs un galaktikās, lai parādītu galaktiku klasterus un superklasterus, kas savīti kā tīmeklis, izveidojot Visuma plaša mēroga struktūru. 3D formātā struktūra izskatās pēc DNS dubultās spirāles vai mugurkaula.
Tagad jauns projekts, kura mērķis ir kartēt Visuma struktūru, ir atskatījies laikā, lai izveidotu trīsdimensiju karti, kurā parādīta Visuma daļa, kāda tā izskatījās pirms deviņiem miljardiem gadu. Tas parāda daudzas galaktikas un interesanti, jau izstrādātu liela mēroga pavedienu un tukšumu struktūru, kas izgatavoti no galaktiku grupām.
Karte tika izveidota ar projekta FastSound palīdzību, kurš apseko galaktikas Visumā, izmantojot Subaru teleskopa jauno šķiedru daudzobjektu spektrogrāfu (FMOS). Komanda, kas veic darbu, ir no Kioto universitātes, Tokijas universitātes un Oksfordas universitātes.
Komanda sacīja, ka, lai arī viņi var redzēt, ka galaktiku grupēšana nav tik spēcīga, kad Visums bija 4,7 miljardus gadu vecs, kā tas ir mūsdienu Visumā, gravitācijas mijiedarbība galu galā radīs klasteru veidošanos, kas pieaug līdz pašreizējam līmenim.
Jaunā karte aptver 600 miljonus gaismas gadu leņķa virzienā un divus miljardus gaismas gadu radiālā virzienā. Komanda galu galā apsekos reģionu, kura kopējais debesis ir aptuveni 30 kvadrāt grādi, un pēc tam izmērīs precīzus attālumus līdz aptuveni 5000 galaktikām, kas atrodas vairāk nekā desmit miljardu gaismas gadu attālumā.
Šī nav pirmā Visuma trīsdimensionālā karte: Sloan Digital Sky Survey izveidoja to 2006. gadā ar pārklājumu līdz pieciem miljardiem gaismas gadu, un tas tika atjaunināts tikai pagājušajā gadā, un tika izveidots video lidojums, kuru jūs varat skatīties iepriekš. Arī šī gada sākumā Havaju Universitāte izveidoja trīsdimensiju video karti, kurā parādīta liela mēroga kosmiskā struktūra līdz 300 miljoniem gaismas gadu.
Bet FastSound projekts cer izveidot ļoti tāla Visuma trīsdimensiju karti, aptverot Visuma tilpumu tālāk nekā desmit miljardus gaismas gadu attālumā. FMOS ir plaša lauka spektroskopijas sistēma, kas ļauj gandrīz infrasarkano staru spektroskopiju veikt vairāk nekā 100 objektiem vienlaikus, ar īpaši plašu redzes lauku, apvienojumā ar teleskopa 8,2 metru primārā spoguļa gaismas savākšanas jaudu.
Šodien izdotā karte ir tikai pirmā no FastSound. Galējā tālā Visuma trīsdimensiju karte precīzi izmērīs galaktiku kustību un pēc tam izmērīs liela mēroga struktūras augšanas ātrumu kā Einšteina vispārējās relativitātes teorijas pārbaudi.
Lai gan zinātnieki zina, ka Visuma izplešanās paātrinās, viņi nezina, kāpēc - neatkarīgi no tā, vai tā ir no tumšās enerģijas vai vai gravitācijas spēks kosmoloģiskajos mērogos var atšķirties no vispārējās relativitātes līmeņa, šī noslēpums ir viens no lielākajiem mūsdienu fizikas jautājumiem un astronomija. Jaunā Visuma 3D kartes salīdzinājums ar vispārējās relativitātes prognozēm galu galā varētu atklāt Visuma noslēpumainā paātrinājuma mehānismu.
Komanda teica, ka šajā 3D laidienā parādītā 3D karte izmanto “tuvuma” attāluma mērījumu, nevis nelielu pārvietošanās attālumu. Viņi paskaidroja:
Gaismas ceļa attālums ir laiks, kas pagājis no novērotās attālās galaktikas laikmeta līdz mūsdienām, reizināts ar gaismas ātrumu. Tā kā jebkuram novērotājam gaismas ātrums vienmēr ir nemainīgs, tas raksturo fotona nobrauktā ceļa attālumu. Tomēr Visuma paplašināšanās palielina tā ceļa garumu, pa kuru fotons gāja pagātnē. Tuvojošais attālums, ģeometriskais attālums pašreizējā Visumā, ņem vērā šo efektu. Tāpēc pārvietošanās attālums vienmēr ir lielāks nekā attiecīgais nelielais pārvietošanās attālums.
Svina attēlā no FastSound galaktiku krāsas norāda to zvaigžņu veidošanās ātrumu, t.i., uz visu galaktikā katru gadu saražoto zvaigžņu masu. Fona krāsas gradācija norāda galaktiku skaita blīvumu; pamatā esošais masas sadalījums (kurā dominē neredzamā tumšā matērija, kas veido apmēram 30% no visas enerģijas Visumā) un kā tas izskatās šādi, ja mēs to varētu redzēt. Attēla apakšējā daļā parādītas FastSound un Sloan Digital Sky Survey (SDSS) reģionu relatīvās atrašanās vietas, norādot, ka FastSound projekts kartē tālāku Visumu nekā SDSS 3D karti no tuvējā Visuma.
Avots: Subaru teleskops
