天體物理學家:揭示了史上最大的三維宇宙圖

2020-12-03 量子認知

天體物理學家周一發布了有史以來最大的3D地圖,是對超過400萬個星系和超明亮、充滿能量的類星體進行分析的結果。

加拿大安大略省滑鐵盧大學的威爾·珀西瓦爾(Will Percival)說,來自全球30多個機構的數百名科學家的努力,產生了「宇宙膨脹的完整故事」。

他在一份聲明中說,在二十多年前啟動的項目中,研究人員進行了「有史以來最廣泛的宇宙時間最精確的膨脹歷史測量」。

該地圖基於斯隆數字巡天的最新觀測結果。斯隆數字巡天,英語:Sloan Digital Sky Survey,縮寫為SDSS,是使用位於新墨西哥州阿帕契點天文臺的2.5米口徑望遠鏡進行的紅移巡天項目。該項目始於2000年,以曾長期擔任通用汽車公司的總裁、執行長及董事長阿爾弗雷德·斯隆的名字命名。

斯隆數字巡天的觀測結果名為「擴展的重子振蕩光譜調查」(extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey,縮寫:eBOSS),其數據來自新墨西哥州六年來的光學望遠鏡觀察結果。

通過廣泛的理論模型和對宇宙微波背景——新生宇宙的電磁輻射的觀察,大爆炸之後的嬰兒宇宙目前相對得到認知。對星系和距離測量的研究也有助於更好地了解宇宙數十億年的膨脹。

麻煩的差距

周一公布地圖的猶他大學的凱爾·道森說,研究人員解決了「 110億年中期的令人困擾的差距」。

他說:「通過五年的連續觀察,我們填補了這一空白,並且我們正在利用這些信息來提供過去十年來宇宙學中一些最重要的進展。」

瑞士洛桑聯邦理工學院(EPFL)的天體物理學家、讓·保羅·克尼布(Jean-Paul Kneib)於2012年創辦了「擴展的重子振蕩光譜調查」(eBOSS),他說,目標是製作「整個宇宙一生中最完整的宇宙三維地圖」。

研究人員第一次利用「表明遙遠宇宙中物質分布的天體,活躍形成恆星和類星體的星系」。

該地圖顯示的物質和空隙細絲更精確地定義了自宇宙誕生之初(當時只有38萬年)以來的結構。

對於60億年前與宇宙有關的地圖部分,研究人員觀察到了最古老和最紅的星系。

在更遙遠的時代,研究人員特別注意到最年輕的星系——藍色星系。對於更進一步遙遠的時代,他們使用了類星體,它們的超大質量黑洞非常發光。

該地圖表明,宇宙的膨脹在某個時候開始加速,並且自此以後一直在加速。

研究人員說,這似乎是由於暗能量的存在,這是一種不可見的元素,與愛因斯坦的廣義相對論相符,但其起源尚不清楚。

天體物理學家多年來一直知道宇宙正在膨脹,但無法精確地測量膨脹的速度。

「擴展的重子振蕩光譜調查」(eBOSS)觀測值與早期宇宙早期研究的比較表明,膨脹速率的估計存在差異。

當前接受的速率稱為「哈勃常數」,比根據距離我們最近的星系之間的距離所計算得出的值慢10%。

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