أتذكر رؤية فيلم Hubble 3-D IMAX في عام 2010 وهو يلهث حرفياً عندما انسحب المنظر من التكبير إلى النجوم والمجرات البعيدة لإظهار المجموعات والكتل الفائقة من المجرات المتشابكة مثل الويب ، مما يخلق بنية واسعة النطاق للكون. في 3-D ، تبدو البنية تشبه إلى حد كبير اللولب المزدوج للحمض النووي أو العمود الفقري.
الآن ، نظر مشروع جديد يهدف إلى رسم خرائط بنية الكون في الماضي إلى الوراء لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد تظهر جزءًا من الكون كما بدا قبل تسعة مليارات سنة. يظهر العديد من المجرات وبنية مثيرة للاهتمام تم تطويرها بالفعل على نطاق واسع من خيوط وفراغات مصنوعة من مجموعات المجرات.
تم إنشاء الخريطة من خلال مشروع FastSound ، الذي يقوم بمسح المجرات في الكون باستخدام مطياف الألياف متعدد الكائنات الجديد (FMOS) من Subaru Telescope. الفريق الذي يقوم بالعمل هو من جامعة كيوتو ، وجامعة طوكيو ، وجامعة أكسفورد.
قال الفريق إنه على الرغم من أنهم يرون أن تجمع المجرات ليس قويًا عندما كان عمر الكون 4.7 مليار سنة كما هو في عالم اليوم ، فإن تفاعل الجاذبية سيؤدي في النهاية إلى تجمع ينمو إلى المستوى الحالي.
تمتد الخريطة الجديدة 600 مليون سنة ضوئية على طول الاتجاه الزاوي وملياري سنة ضوئية في الاتجاه الشعاعي. سيقوم الفريق في نهاية المطاف بمسح منطقة يبلغ مجموع مساحتها حوالي 30 درجة مربعة في السماء ثم قياس المسافات الدقيقة إلى حوالي 5000 مجرة تبعد أكثر من عشرة مليارات سنة ضوئية.
هذه ليست أول خريطة ثلاثية الأبعاد للكون: أنشأ مسح سلون الرقمي للسماء خريطة واحدة في عام 2006 بتغطية تصل إلى خمسة مليارات سنة ضوئية ، وتم تحديثها العام الماضي فقط ، وتم إنشاء مقطع فيديو على الرغم من أنه يمكنك مشاهدة أعلاه. أيضًا ، في وقت سابق من هذا العام ، أنشأت جامعة هاواي خريطة فيديو ثلاثية الأبعاد تظهر بنية كونية واسعة النطاق تصل إلى 300 مليون سنة ضوئية.
لكن مشروع FastSound يأمل في إنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد للكون البعيد جدًا من خلال تغطية حجم الكون بعيدًا عن عشرة مليارات سنة ضوئية. FMOS هو نظام التحليل الطيفي واسع المجال الذي يتيح التحليل الطيفي القريب من الأشعة تحت الحمراء لأكثر من 100 جسم في المرة الواحدة ، مع مجال رؤية واسع بشكل استثنائي عند دمجها مع قوة تجميع الضوء للمرآة الأولية 8.2 متر من التلسكوب.
الخريطة التي تم إصدارها اليوم هي الأولى من FastSound. ستقيس الخريطة النهائية ثلاثية الأبعاد للكون البعيد بدقة حركة المجرات ثم تقيس معدل نمو البنية واسعة النطاق كاختبار لنظرية النسبية العامة لأينشتاين.
على الرغم من أن العلماء يعرفون أن توسع الكون يتسارع ، إلا أنهم لا يعرفون لماذا - سواء كان ذلك من الطاقة المظلمة أو ما إذا كانت الجاذبية على المقاييس الكونية قد تختلف عن النسبية العامة ، فإن هذا اللغز هو أحد أكبر الأسئلة في الفيزياء المعاصرة و الفلك. يمكن أن تكشف مقارنة للخريطة ثلاثية الأبعاد للكون الشاب مع تنبؤات النسبية العامة في النهاية عن آلية التسارع الغامض للكون.
قال الفريق أن خريطتهم ثلاثية الأبعاد الموضحة في هذا الإصدار تستخدم مقياسًا لمسافة "الارتفاق" بدلاً من مسافة السفر الخفيفة. وأوضحوا:
تشير مسافة السفر الخفيفة إلى الوقت الذي انقضى من عصر المجرة البعيدة المرصودة حتى الوقت الحاضر ، مضروبًا في سرعة الضوء. بما أن سرعة الضوء ثابتة دائمًا لأي مراقب ، فهي تصف مسافة المسار التي قطعها الفوتون. ومع ذلك ، فإن تمدد الكون يزيد من طول المسار الذي سلكه الفوتون في الماضي. مسافة المسافة ، المسافة الهندسية في الكون الحالي ، تأخذ هذا التأثير في الاعتبار. لذلك ، تكون مسافة الارتقاء أكبر دائمًا من مسافة السفر الخفيفة المقابلة.
في الصورة الرئيسية أعلاه من FastSound ، تشير ألوان المجرات إلى معدل تكوين النجوم ، أي إجمالي كتلة النجوم المنتجة في مجرة كل عام. يمثل التدرج في لون الخلفية كثافة عدد المجرات ؛ توزيع الكتلة الأساسي (الذي تهيمن عليه المادة المظلمة غير المرئية التي تمثل حوالي 30 ٪ من إجمالي الطاقة في الكون) وكيف سيبدو هذا إذا استطعنا رؤيته. يوضح الجزء السفلي من الشكل المواقع النسبية لمناطق FastSound و Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ، مشيرًا إلى أن مشروع FastSound يرسم خريطة للكون بعيدًا عن خريطة SDSS ثلاثية الأبعاد للكون القريب.
المصدر: تلسكوب سوبارو
