Et team med britiske og australske astronomer kunngjorde i dag at det har funnet den manglende lenken som direkte relaterer moderne galakser som vår egen Melkevei til Big Bang som skapte vårt univers for 14 tusen millioner år siden. Funnene er resultatet av en 10-årig innsats for å kartlegge fordelingen i verdensrommet på 220 000 galakser ved hjelp av 2dFGRS (2-graders feltgalakse Redshiftundersøkelse), et konsortium av astronomer, ved bruk av 3,8 m Anglo-Australian Telescope (AAT) . Denne manglende lenken ble avslørt i eksistensen av subtile funksjoner i galakse-distribusjonen i undersøkelsen. Analyse av disse funksjonene har også gjort det mulig for teamet å veie universet med enestående nøyaktighet.
2dFGRS har målt detaljert fordelingen av galakser, kalt universets storskala. Disse mønstrene varierer i størrelse fra 100 millioner til 1 milliard lysår. Egenskapene til den store strukturen er satt av fysiske prosesser som opererte da universet var veldig ungt.
Dr. Shaun Cole fra University of Durham, som ledet forskningen, forklarer: “I fødselsøyeblikket inneholdt universet ørsmå uregelmessigheter, antatt å ha resultert fra“ kvante ”eller subatomiske prosesser. Disse uregelmessighetene har blitt forsterket av tyngdekraften helt siden og til slutt ga opphav til galaksene vi ser i dag. "
Teoretikere på 1960-tallet antydet at de fremmede frøene til galakser skulle sees på som krusninger i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen (CMB) -strålingen som ble avgitt i varmen som ble igjen fra Big Bang, da universet bare var 350 000 år gammelt. Ripples ble deretter sett i 1992 av NASAs COBE-satellitt, men inntil nå kunne det ikke påvises noen fast forbindelse med galaksedannelse. 2dFGRS har funnet at et mønster sett i disse krusningene har forplantet seg til det moderne universet og kan oppdages i galakser i dag.
Mønstrene i CMB inneholder fremtredende flekker omtrent en grad på tvers, produsert av lydbølger som forplanter seg i det utenkelig varme plasmaet fra Big Bang. Disse funksjonene er kjent som "akustiske topper" eller "baryon vingler". Teoretikere hadde spekulert i at lydbølgene også kunne ha etterlatt seg et avtrykk i den dominerende komponenten i universet - den eksotiske “mørke materien”, som selv driver dannelsen av galakser. Fysikere og astronomer prøvde å identifisere dette avtrykket i kart over vårt eget galaktiske nabolag.
Etter mange års møysommelig arbeid med målinger av galakser ved det anglo-australske teleskopet og modellering av egenskapene deres med sofistikerte matematiske og beregningsmessige teknikker, har 2dFGRS-teamet identifisert avtrykket av lydbølger i Big Bang. Det fremstår som delikate trekk i "kraftspekteret", statistikken som brukes av astronomer for å kvantifisere mønstrene som er sett på kart over galaksefordelingen. Disse funksjonene er i samsvar med de som sees i mikrobølgeovnbakgrunnen - noe som betyr at vi forstår livshistorien til gassen som galakser dannet seg fra.
Baryon-funksjonene inneholder informasjon om innholdet i universet, spesielt om mengden vanlig stoff (kjent som baryoner), den typen ting som har kondensert til stjerner og planeter og som vi selv er laget av.
Professor Carlos Frenk, direktør for Institute for Computational Cosmology ved University of Durham, sa: “Disse baryonfunksjonene er det genetiske fingeravtrykket i vårt univers. De etablerer en direkte evolusjonær kobling til Big Bang. Å finne dem er en milepæl i vår forståelse av hvordan kosmos ble dannet. ”
Professor John Peacock fra Edinburgh University, Storbritannias teamleder for 2dFGRS-samarbeid, sa: "Jeg tror ikke noen hadde forventet at enkle kosmologiske teorier skulle fungere så bra. Vi er veldig heldige som får være med å se dette bildet av universet som er etablert. "
2dFGRS har vist at baryoner er en liten komponent av vårt univers, og utgjør bare 18% av den totale massen, mens de resterende 82% fremstår som mørk materie. For første gang har 2dFGRS-teamet brutt den nøyaktige barrieren på 10 prosent når de måler universets totale masse.
Som om dette bildet ikke var rart nok, viste 2dFGRS også at all massen i universet (både lysende og mørk) oppveies 4: 1 av en enda mer eksotisk komponent kalt "vakuumenergi" eller "mørk energi". Dette har antigravitetsegenskaper, noe som får utvidelsen av universet til å øke fart. Denne konklusjonen oppstår når du kombinerer 2dFGRS-resultater med data om mikrobølgebakgrunnen, som er til overs fra det tidspunktet baryonfunksjonene ble opprettet. Opprinnelsen og identiteten til den mørke energien er fortsatt et av de dypeste mysteriene i moderne vitenskap.
Vår kunnskap om mikrobølgebakgrunnen forbedret enormt i 2003 med data fra NASAs WMAP-satellitt. WMAP-teamet kombinerte informasjonen sin med en tidligere analyse av en del av 2dFGRS for å konkludere med at vi faktisk lever i et mørkt energidominert univers. Dette ble kalt "årets gjennombrudd" i 2003 av Science magazine. Nå, oppdagelsen av den kosmiske manglende lenken av 2dFGRS-teamet, nesten nøyaktig et år senere, kårer prestasjonene til et tiår med møysommelig arbeid.
I en interessant vri kan ledetråder til identiteten til den mørke energien hentes ved å finne baryonfunksjoner i den utviklende galaksefordelingen halvveis mellom nå og Big Bang. Britiske astronomer og deres samarbeidspartnere over hele verden planlegger nå store galakseundersøkelser av veldig fjerne galakser med dette målet for øye.
Uavhengig bekreftelse av tilstedeværelsen av baryonfunksjoner i den store skalaen kommer fra den USA-ledede Sloan Digital Sky Survey. De bruker en komplementær metode som ikke involverer kraftspekteret, og studerer et sjeldent undergruppe av galakser over et større volum enn 2dFGRS. Likevel er konklusjonene konsistente, noe som er veldig tilfredsstillende.
Professor Michael Strauss fra Princeton University, talsperson for SDSS-samarbeidet, sa: “Dette er fantastisk vitenskap. De to gruppene har nå uavhengig sett direkte bevis for vekst av struktur ved gravitasjonell ustabilitet fra de innledende svingningene som er sett i den kosmiske mikrobølgebakgrunnen. ”
Originalkilde: PPARC News Release
