Một cái nhìn sơ đồ của bản đồ ba chiều SDSS mới. Nhấn vào đây để phóng to
Các nhà thiên văn học từ UC Berkeley đã tạo ra bản đồ ba chiều toàn diện nhất về Vũ trụ từng được công bố. Nó chứa 600.000 thiên hà và kéo dài 5,6 tỷ năm ánh sáng vào không gian. Bản đồ này cho phép các nhà thiên văn học nghiên cứu bằng chứng cho năng lượng tối - lực bí ẩn đẩy nhanh quá trình mở rộng của Vũ trụ.
Một nhóm các nhà thiên văn học do Nikhil Padmanabhan và David Schlegel dẫn đầu đã công bố bản đồ ba chiều lớn nhất của vũ trụ từng được xây dựng, một lát vũ trụ hình nêm trải dài một phần mười bầu trời phía bắc, bao gồm 600.000 thiên hà đỏ rực rỡ, và bao gồm 600.000 thiên hà đỏ rực rỡ, kéo dài 5,6 tỷ năm ánh sáng vào sâu trong không gian, tương đương 40% thời gian quay trở lại Big Bang.
Schlegel là thành viên Phân ban trong Phòng Vật lý của Phòng thí nghiệm Quốc gia Lawrence Berkeley và Padmanabhan sẽ gia nhập Phòng Vật lý Lab Lab với tư cách là Thành viên Chamberlain và Fellow Hubble vào tháng 9; Hiện tại ông đang ở Đại học Princeton. Họ và các đồng tác giả của họ là thành viên của Khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan (SDSS) và trước đó đã tạo ra các bản đồ 3 chiều nhỏ hơn bằng cách sử dụng kính viễn vọng SDSS ở New Mexico để thu thập quang phổ của các thiên hà riêng lẻ và tính toán khoảng cách của chúng bằng cách đo các dịch chuyển đỏ của chúng.
Một vài điều mới lạ về bản đồ này là nó có kích thước lớn nhất từ trước đến nay, đó là Padmanabhan, và nó không phụ thuộc vào từng cá thể.
Động lực chính để tạo ra các bản đồ 3 chiều tỷ lệ lớn là để hiểu làm thế nào vật chất được phân phối trong vũ trụ, Padmanabhan nói. Những thiên hà sáng nhất giống như những ngọn hải đăng - nơi có ánh sáng, là nơi có vấn đề.
Schlegel nói rằng, vì bản đồ này bao phủ khoảng cách lớn hơn nhiều so với các bản đồ trước đó, nó cho phép chúng ta đo các cấu trúc lớn bằng một tỷ năm ánh sáng.
Các biến thể trong phân bố thiên hà tạo thành các cấu trúc quy mô lớn có thể nhìn thấy được trực tiếp từ các biến đổi nhiệt độ của nền vi sóng vũ trụ, phản ánh các dao động trong vũ trụ ban đầu dày đặc đã được đo lường với độ chính xác cao bằng các thí nghiệm từ bóng bay và vệ tinh WMAP.
Kết quả là một người cai trị tự nhiên, người được hình thành bởi các biến thể thông thường (đôi khi được gọi là dao động baryon, với các baryon là tốc ký cho vật chất thông thường), lặp lại trong khoảng 450 triệu năm ánh sáng.
Thật không may, đó là một người cai trị có kích thước bất tiện, ông Schlegel nói. Giàu Chúng tôi phải lấy mẫu một khối lượng lớn vũ trụ chỉ để phù hợp với người cai trị bên trong.
Nói Padmanabhan, Tuy Mặc dù vũ trụ đã 13,7 tỷ năm tuổi, nhưng đó thực sự là rất nhiều thời gian khi bạn đo bằng một thước kẻ mà chỉ đánh dấu mỗi 450 triệu năm ánh sáng.
Sự phân bố của các thiên hà cho thấy nhiều điều, nhưng một trong những điều quan trọng nhất là thước đo năng lượng tối bí ẩn chiếm khoảng 3/4 mật độ của vũ trụ. (Vật chất tối chiếm khoảng 20 phần trăm khác, trong khi ít hơn 5 phần trăm là vật chất thông thường thuộc loại tạo ra các thiên hà có thể nhìn thấy được.)
Năng lượng tối tăm chỉ là thuật ngữ chúng ta sử dụng để quan sát rằng sự giãn nở của vũ trụ đang tăng tốc, nhận xét của Pad Padmanabhan. Bằng cách nhìn vào nơi có sự thay đổi mật độ tại thời điểm nền vi sóng vũ trụ - chỉ khoảng 300.000 năm sau Vụ nổ lớn - và xem cách chúng phát triển thành bản đồ bao gồm 5,6 tỷ năm qua, chúng ta có thể xem liệu ước tính của chúng ta năng lượng tối là chính xác.
Bản đồ mới cho thấy các cấu trúc quy mô lớn thực sự được phân phối theo cách các ý tưởng hiện tại về sự mở rộng đang tăng tốc của vũ trụ sẽ đề xuất. Bản đồ phân phối giả định vật chất tối, mặc dù vô hình bị ảnh hưởng bởi trọng lực giống như vật chất thông thường, cũng phù hợp với sự hiểu biết hiện tại.
Điều làm cho bản đồ 3 chiều mới lớn có thể là kính viễn vọng trường rộng của Sloan Digital Survey Survey, bao quát trường nhìn ba độ (trăng tròn khoảng nửa độ), cộng với việc lựa chọn một loại thiên hà cụ thể Ngọn hải đăng, vòi hay điểm đánh dấu khoảng cách: các thiên hà đỏ rực.
Schlegel cho biết, đây là những thiên hà đỏ, đã chết, một số lâu đời nhất trong vũ trụ - trong đó tất cả các ngôi sao cháy nhanh đã bị đốt cháy từ lâu và chỉ còn lại những ngôi sao đỏ cũ. Không chỉ là những thiên hà đỏ nhất, mà chúng còn là những thiên hà sáng nhất, có thể nhìn thấy ở khoảng cách rất xa.
Các nhà thiên văn khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan đã làm việc với các đồng nghiệp trong nhóm Trường hai độ của Úc để lấy trung bình màu và dịch chuyển của mẫu 10.000 thiên hà phát sáng màu đỏ, liên quan đến màu thiên hà theo khoảng cách. Sau đó, họ áp dụng các phép đo này cho 600.000 thiên hà như vậy để vẽ bản đồ của chúng.
Padmanabhan thừa nhận rằng không có sự không chắc chắn về mặt thống kê khi sử dụng mối quan hệ khoảng cách độ sáng có nguồn gốc từ 10.000 thiên hà phát sáng màu đỏ cho tất cả 600.000 mà không đo riêng chúng. Trò chơi chúng tôi chơi là, chúng tôi có rất nhiều mà trung bình vẫn cung cấp cho chúng tôi thông tin rất hữu ích về phân phối của họ. Và không cần phải đo quang phổ của chúng, chúng ta có thể nhìn sâu hơn vào không gian.
Schlegel đồng ý rằng các nhà nghiên cứu còn lâu mới đạt được độ chính xác mà họ muốn. Tuy nhiên, chúng tôi đã chỉ ra rằng các phép đo như vậy là có thể, và chúng tôi đã thiết lập điểm khởi đầu cho một người cai trị tiêu chuẩn của vũ trụ đang phát triển.
Ông cho biết, bước tiếp theo là thiết kế một thí nghiệm chính xác, có lẽ dựa trên các sửa đổi đối với kính viễn vọng SDSS. Chúng tôi đang làm việc với các kỹ sư ở Berkeley Lab để thiết kế lại kính viễn vọng để làm những gì chúng tôi muốn làm.
Tập hợp các thiên hà đỏ rực trong dữ liệu hình ảnh khảo sát bầu trời kỹ thuật số Sloan, bởi Nikhil Padmanabhan, David J. Schlegel, Uros Seljak, Alexey Makarov, Neta A. Bahcall, Michael R. Blanton, Jonathan Brinkmann, Daniel J. Eisenstein, Douglas P. Finkbeiner, James E. Gunn, David W. Hogg, ?? bf? Eljko Ivezić, Gillian R. Knapp, Jon Loveday, Robert H. Lupton, Robert C. Nichol, Donald P. Schneider, Michael A. Strauss, Max Tegmark và Donald G. York, sẽ xuất hiện trong Thông báo hàng tháng của Hiệp hội Thiên văn Hoàng gia và hiện có sẵn trực tuyến tại http://arxiv.org/archive/astro-ph.
SDSS được quản lý bởi Hiệp hội nghiên cứu vật lý thiên văn cho các tổ chức tham gia, đó là Bảo tàng lịch sử tự nhiên Hoa Kỳ, Viện vật lý thiên văn Potsdam, Đại học Basel, Đại học Cambridge, Đại học Case Western Reserve, Đại học Chicago, Đại học Drexel, Fermilab, Viện Nghiên cứu nâng cao, Nhóm tham gia Nhật Bản, Đại học Johns Hopkins, Viện Vật lý thiên văn hạt nhân, Viện Vật lý học và Vật lý học hạt nhân Kavli, Nhóm Khoa học Hàn Quốc, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc (LAMOST), Phòng thí nghiệm Quốc gia Los Alamos, Max- Viện thiên văn học Planck (MPIA), Viện vật lý thiên văn Max-Planck (MPA), Đại học bang New Mexico, Đại học bang Ohio, Đại học Pittsburgh, Đại học Portsmouth, Đại học Princeton, Đài quan sát hải quân Hoa Kỳ và Đại học của Washington.
Tài trợ SDSS được cung cấp bởi Quỹ Alfred P. Sloan, Tổ chức tham gia, Quỹ khoa học quốc gia, Bộ năng lượng Hoa Kỳ, Cơ quan hàng không vũ trụ quốc gia, Monbukagakusho, Hiệp hội Max Planck và Hội đồng tài trợ giáo dục đại học cho Nước Anh. Truy cập trang web SDSS tại http://www.sdss.org/.
Berkeley Lab là một phòng thí nghiệm quốc gia của Bộ Năng lượng Hoa Kỳ đặt tại Berkeley, California. Nó tiến hành nghiên cứu khoa học chưa được phân loại và được quản lý bởi Đại học California. Ghé thăm trang web của chúng tôi tại http://www.lbl.gov.
Nguồn gốc: Phòng thí nghiệm Berkeley
