Jeg husker jeg så Hubble 3-D IMAX-film i 2010 og bokstavelig talt gispet da utsikten trakk seg tilbake fra å zoome inn i fjerne stjerner og galakser for å vise klynger og superklynger av galakser som er flettet inn som et nett, og skaper universets store skala. I 3-D ligner strukturen omtrent på DNA-dobbel helix eller en ryggrad.
Nå har et nytt prosjekt som tar sikte på å kartlegge universets struktur sett tilbake i tid for å lage et 3D-kart som viser en del av universet slik det så ut for ni milliarder år siden. Den viser mange galakser og interessant, allerede utviklet storskala struktur av filamenter og hulrom laget av galakse grupper.
Kartet ble opprettet av FastSound-prosjektet, som kartlegger galakser i universet ved hjelp av Subaru-teleskopets nye Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS). Teamet som gjør arbeidet er fra Kyoto University, University of Tokyo og University of Oxford.
Teamet sa at selv om de kan se at gruppering av galakser ikke er så sterk tilbake da universet var 4,7 milliarder år gammelt som det er i dagens univers, vil gravitasjonsinteraksjon til slutt resultere i klynger som vokser til dagens nivå.
Det nye kartet spenner over 600 millioner lysår i vinkelretningen og to milliarder lysår i radiell retning. Teamet vil etter hvert kartlegge en region på totalt 30 kvadrat grader på himmelen og deretter måle nøyaktige avstander til rundt 5000 galakser som er mer enn ti milliarder lysår unna.
Dette er ikke det første 3D-kartet over universet: Sloan Digital Sky Survey opprettet et i 2006 med dekning på opptil fem milliarder lysår unna, og det ble oppdatert akkurat i fjor, og det ble opprettet en videoflyv, som du kan se over. Tidligere i år laget også University of Hawaii et 3D-videokart som viser kosmisk struktur i stor skala ut til 300 millioner lysår.
Men FastSound-prosjektet håper å lage et 3D-kart over det fjerne universet ved å dekke universets volum lenger enn ti milliarder lysår unna. FMOS er et bredt felt spektroskopisystem som muliggjør nærinfrarød spektroskopi av over 100 objekter om gangen, med et usedvanlig bredt synsfelt når det kombineres med lysoppsamlingskraften i det 8,2 meter primære speilet til teleskopet.
Kartet som er utgitt i dag er bare det første fra FastSound. Det siste 3D-kartet over det fjerne universet vil nøyaktig måle galaksenes bevegelse og deretter måle veksthastigheten til den store skalaen som en test av Einsteins generelle relativitetsteori.
Selv om forskere vet at utvidelsen av universet akselererer, vet de ikke hvorfor - om det er fra mørk energi eller om tyngdekraften på kosmologiske skalaer kan avvike fra generell relativitet, er dette mysteriet et av de største spørsmålene i samtidens fysikk og astronomi. En sammenligning av 3D-kartet over det unge universet med spådommene om generell relativitet kan etter hvert avsløre mekanismen for universets mystiske akselerasjon.
Teamet sa at deres 3D-kart som er vist i denne utgivelsen, bruker et mål på "comoving" -avstand i stedet for lett reiseavstand. De forklarte:
Lys reiseavstand refererer til tiden som har gått fra epoken til den observerte fjerne galaksen til i dag, multiplisert med lysets hastighet. Siden lysets hastighet alltid er konstant for enhver observatør, beskriver den avstanden til banen som et foton har kjørt. Imidlertid øker utvidelsen av universet lengden på banen som fotonet reiste tidligere. Kommende avstand, den geometriske avstanden i det nåværende universet, tar hensyn til denne effekten. Derfor er den avtagende avstanden alltid større enn den tilsvarende lysreiseavstanden.
I hovedbildet over fra FastSound indikerer fargene på galaksenes stjernedannelsesfrekvens, dvs. den totale massen av stjerner produsert i en galakse hvert år. Graderingen i bakgrunnsfarge representerer antall tetthet av galakser; den underliggende massedistribusjonen (som er dominert av usynlig mørk materie som utgjør omtrent 30% av den totale energien i universet) og hvordan det ville se slik ut hvis vi kunne se det. Den nedre delen av figuren viser de relative plasseringene av FastSound og Sloan Digital Sky Survey (SDSS) -regionene, noe som indikerer at FastSound-prosjektet kartlegger et fjernere univers enn SDSSs 3D-kart over det nærliggende universet.
Kilde: Subaru Telescope
