Kreditna slika: SDSS
Astronomi iz Sloan Digital Sky Survey so zbrali podatke za izdelavo natančnega tridimenzionalnega zemljevida, ki podrobno opisuje grozde galaksij in temne snovi. Ekipa SDSS - 200 astronomov v 13 državah - je izmerila vesolje, da je vsebovalo 70% temne energije (skrivnostna sila, ki odganja galaksije narazen), 25% temne snovi in 5% normalne snovi.
Astronomi iz Sloanove digitalne ankete o nebu (SDSS) so izvedli najbolj natančno meritev do danes kozmičnega združevanja galaksij in temne snovi, ki so izpopolnili naše razumevanje strukture in razvoja vesolja.
"Od začetka projekta v poznih 80. letih prejšnjega stoletja je bil eden naših ključnih ciljev natančno merjenje, kako se galaksije grozdijo pod vplivom gravitacije," je pojasnil Richard Kron, direktor SDSS in profesor na University of Chicago.
Tiskovni predstavnik projekta SDSS Michael Strauss z univerze Princeton in eden vodilnih avtorjev nove študije je poudaril, da: "Ta združevalni vzorec zajema informacije o nevidni snovi, ki se vleče po galaksijah, in o nihanjih semen, ki so nastale iz velikega poka."
Ugotovitve so opisane v dveh člankih, ki sta bila predložena v Astrophysical Journal in v Physical Review D; jih lahko najdete na spletnem mestu za pred tisk fizike, www.arXiv.org, 28. oktobra.
ZEMLJEVIDNE Fluktuacije
Vodilni kozmološki model se sklicuje na hitro širitev prostora, znano kot inflacija, ki je razširila mikroskopska kvantna nihanja v ognjenih posledicah po velikem naletu na ogromne lestvice. Po končani inflaciji je gravitacija povzročila, da so ta nihanja semena prerasla v galaksije in vzorce grozdenja v galaksiji, opažene v SDSS.
Slike teh nihanj semen so bile objavljene februarja iz Wilkinsonove mikrovalovne anizotropne sonde (WMAP), ki je merila nihanja relikvijskega sevanja iz zgodnjega vesolja.
"Naredili smo najboljši tridimenzionalni zemljevid vesolja do zdaj, ki je preslikal 200.000 galaksij do dveh milijard svetlobnih let oddaljenih več kot šest odstotkov neba," je dejal drugi vodilni avtor študije Michael Blanton z newyorške univerze. Vzorci gravitacijskega združevanja na tej karti razkrivajo sestavo Vesolja z njegovimi gravitacijskimi učinki in s kombiniranjem njihovih meritev z meritvami WMAP je ekipa SDSS izmerila kozmično snov, ki jo sestavlja 70 odstotkov temne energije, 25 odstotkov temne snovi in pet odstotkov navadna zadeva.
SDSS sta dve ločeni raziskavi v eni: galaksije so identificirane na 2D slikah (desno), nato pa je njihova razdalja določena od njihovega spektra, da ustvari 2 milijard svetlobnih let globok 3D zemljevid (levo), kjer je vsaka galaksija prikazana kot ena točka, barva, ki predstavlja svetilnost - to kaže samo tistih 66.976 naših od 205.443 galaksij na zemljevidu, ki ležijo v bližini ravnine zemeljskega ekvatorja. (Kliknite za veliko ločljivost jpg, različica brez vrstic.)
Ugotovili so, da nevtrini ne bi mogli biti glavni sestavni del temne snovi, zato so bili med najmočnejšimi omejitvami do zdaj njihove mase. Končno je raziskava SDSS ugotovila, da so podatki skladni s podrobnimi napovedmi modela inflacije.
KOZMIČNO POTRDITEV
Te številke so močna potrditev tistih, o katerih je poročala ekipa WMAP. Vključitev novih ugotovitev SDSS pomaga izboljšati natančnost meritev, več kot prepoloviti negotovosti WMAP glede gostote kozmične snovi in parametra Hubble (kozmična stopnja širitve). Poleg tega se nove meritve dobro ujemajo s prejšnjimi najsodobnejšimi rezultati, ki so združili WMAP z anglo-avstralsko raziskavo rdečega premikanja galaksije 2dF.
"Različne galaksije, različni instrumenti, različni ljudje in različne analize - vendar se rezultati strinjajo," pravi Max Tegmark z univerze v Pensilvaniji, prvi avtor obeh dokumentov. "Izredne trditve zahtevajo izredne dokaze," pravi Tegmark, "zdaj pa imamo izredne dokaze za temno snov in temno energijo in jih moramo jemati resno, ne glede na to, kako moteče se zdijo."
Novi rezultati SDSS (črne pike) so najbolj natančne meritve do zdaj, kako gostota vesolja niha od mesta do kraja na lestvici milijonov svetlobnih let. Te in druge kozmološke meritve se ujemajo s teoretično napovedjo (modra krivulja) za Vesolje, sestavljeno iz 5% atomov, 25% temne snovi in 70% temne energije. Večje kot so lestvice, ki jih povprečimo, bolj se zdi vesolje enakomerno. (Kliknite za veliko ločljivostjo jpg, brez dodatnih različic.)
"Pravi izziv je zdaj ugotoviti, kakšne so pravzaprav te skrivnostne snovi," je dejal drugi avtor David Weinberg z univerze Ohio State.
PODJETJE VELIKIH SKLADOV SDSS
SDSS je najambicioznejša astronomska raziskava, kar jih je bilo kdaj koli izvedenih, in sicer z več kot 200 astronomi v 13 institucijah po vsem svetu.
"SDSS ima res dve raziskavi v eni," je pojasnil znanstvenik projekta James Gunn z univerze Princeton. V najbolj nedotaknjenih nočeh SDSS uporablja široko polje CCD kamero (ki sta jo zgradila Gunn in njegova ekipa z univerze Princeton in Maki Sekiguchi iz Japonske udeležbene skupine) za fotografiranje nočnega neba v petih širokih pasovih valov s ciljem določitve položaj in absolutno svetlost več kot 100 milijonov nebesnih objektov v eni četrtini celotnega neba. Po dokončanju je bila kamera največja doslej zgrajena v astronomske namene in je zbirala podatke s hitrostjo 37 gigabajtov na uro.
Ponoči z luno ali blagim oblačnim pokrovom je slikovna kamera zamenjana s parom spektrografov (ki sta jih zgradila Alan Uomoto in njegova ekipa z univerze Johns Hopkins). Uporabljajo optična vlakna za pridobivanje spektra (in s tem rdečih premikov) 608 predmetov hkrati. Za razliko od tradicionalnih teleskopov, v katerih se noči razvajajo med številnimi astronomi, ki izvajajo vrsto znanstvenih programov, je namenski 2,5-mililitrski teleskop SDSS v observatoriju Apache Point v Novi Mehiki namenjen izključno tej raziskavi, ki bo vsako jasno noč delovala pet let .
Prva javna objava podatkov iz SDSS, imenovana DR1, je vsebovala približno 15 milijonov galaksij, z več kot 100.000 meritvami oddaljenih meritev odmika. Vse meritve, uporabljene v ugotovitvah, o katerih smo poročali, bi bili del drugega objavljanja podatkov DR2, ki bo astronomski skupnosti na voljo v začetku leta 2004.
Strauss je dejal, da se SDSS približuje polovici svojega cilja merjenja milijona galaksij in kvazarskih rdečih premikov.
"Pravo navdušenje je v tem, da različni dokazi o kozmičnem mikrovalovnem ozadju (CMB), obsežne strukture in druga kozmološka opazovanja dajejo nam dosledno sliko vesolja, v katerem prevladujejo temna energija in temna snov," je dejal Kevork Abazajian Nacionalnega pospeševalnega laboratorija Fermi in Nacionalnega laboratorija v Los Alamosu.
Izvirni vir: Sloan Digital Sky Survey News Release
