Laniakea, unser Heim-Supercluster Universität von Hawaii, NatureVideo / YouTube
Es wurde lange angenommen, dass sich die Erde im Zentrum unseres Sonnensystems befindet, weshalb die alten Astronomen diese zuerst entwickelten. geozentrisches Modell des Universums. Alles, glaubten sie, drehte sich um unseren hellblauen Punkt.
Natürlich wissen wir jetzt, dass sich die Erde wirklich nicht im Epizentrum des Universums befindet. Tatsächlich tut das Universum dies nicht. technisch habe ein Zentrum, wie es ist erweitert . Nach einigen Berichten dehnt sich der Raum selbst schneller aus als die Lichtgeschwindigkeit. Aufgrund dieser relativistischen Dimension zur Ausdehnung des Weltraums ist es nach einigen Berichten möglich, über 15 Milliarden Lichtjahre in jede Richtung von der Erde aus zu beobachtenobwohl angenommen wird, dass das Universum ungefähr 13,8 Milliarden Jahre alt ist. Eines Tages werden sich jedoch Sterne und Galaxien am äußersten Rand des beobachtbaren Universums über unsere Fähigkeit, sie zu beobachten, hinaus rot verschieben, wodurch die Möglichkeit entfällt, die Bedingungen zu verstehen, unter denen dies möglich istexistierte kurz nach der Entstehung des Universums.
Natürlich haben wir eine lange Zeit, bis dies geschieht. Bis dahin haben Astronomen zwei der bislang detailliertesten Karten unseres Universums erstellt. Machen Sie in einem 2018 veröffentlichten Video eine Tour durch die Gräben des Universums.über 500 Millionen Lichtjahre und zeigt mehr als 100.000 Galaxien.
Kartierung unserer "galaktischen Nachbarschaft"
Es war einmal unbekannt, ob die Milchstraße allein oder Teil eines Superclusters war oder nicht - eine Region des Weltraums voller kleinerer Galaxien, die Teil eines größeren Galaxienkomplexes werden. Erstellt von Universität von Hawaii Die Untersuchungen hinter diesen Karten haben nicht nur bestätigt, dass unsere Galaxie tatsächlich Teil eines größeren Superclusters ist, den sie Laniakea hawaiianisch für "unermesslicher Himmel" genannt haben, sondern sie konnten auch besser verstehen, wie nahegelegene Galaxien mit unserer interagieren.
Um diese Karten zu erstellen, untersuchte das Team die Geschwindigkeit von mehr als 8.000 nahe gelegenen Galaxien unter Berücksichtigung der durchschnittlichen Geschwindigkeit der kosmischen Expansion. Laut Brent Tully, einem Astronomen an der Universität von Hawaii in Honolulu und dem TeamFührer, "Alle diese Abweichungen sind auf die Gravitationskraft zurückzuführen, die Galaxien um sich herum fühlen und die von der Masse herrühren. Wir können wirklich nicht behaupten, ein gutes Verständnis der Kosmologie zu haben, wenn wir diese Bewegung nicht erklären können."
Die Forscher untersuchten, wie schnell sich die beobachtbaren Sternensysteme in Bezug auf die Erde bewegen, und stellten fest, welche Sternhaufen zu bestimmten Galaxien gehören. Sie konnten auch die Grenzen zwischen Galaxien klarer definieren.
Anstatt den physischen Standort von Galaxien aufzuzeichnen, zeichnete das Team die Geschwindigkeit jeder Galaxie in einen Algorithmus auf, der ein dreidimensionales Feld erzeugte, das ihre Dichte und ihren Fluss anzeigt. Dies gab dem Team Daten darüber, wie jede Galaxie andere Galaxien um sie herum beeinflusst.Dies lieferte wiederum ein klareres Bild von bisher unbekannten Teilen des Universums und half den Forschern auch dabei, die Verteilung und den Einfluss von zu erkennen. dunkle Materie in Galaxien und den physikalischen Grenzen von Galaxien in unserem Zuständigkeitsbereich.
Das Team hat im Wesentlichen neu definiert, was ein Supercluster ist und wie sich die Milchstraße auf alles bezieht. Die Milchstraße befindet sich in einem Gebiet, das unsere lokale Gruppe genannt wird. Andromeda ist die größte Galaxie unserer lokalen Gruppe, gefolgt von der Milchstraße in der zweiten undviele kleinere Galaxien, die sich über einige Millionen Lichtjahre in drei Dimensionen erstrecken. Zu den ähnlich großen lokalen Gruppen in der Nähe gehören die M81-Gruppe, die Bildhauergruppe und die Maffei-Gruppe.
Unsere lokale Gruppe ist Teil des Virgo-Clusters, der mehr als tausend Galaxien von ähnlicher Größe und Masse wie die Milchstraße enthält. und Kosmologen glauben jetzt, dass der Virgo-Cluster selbst Teil des massiven Laniakea-Superclusters ist, zu dem auch der Centaurus-Cluster, der Great Attractor, der Norma-Cluster und viele andere gehören. Dieser Supercluster ist so groß, dass er 520 Millionen Lichtjahre umfasstund hat eine Gesamtmasse von 100 Millionen Milliarden Sonnen.
Abbildung des beobachtbaren Universums
Es ist ein anderer Ansatz erforderlich, um eine genaue Karte des breiteren beobachtbaren Universums zu erstellen. Ein internationales Projekt, das als Sloan Digital Sky Survey bekannt ist. SDSS versucht, das gesamte Universum und alles darin abzubilden und hilft uns hoffentlich dabei, dunkle Materie und dunkle Energie und ihre Auswirkungen auf das Universum zu verstehen. Bisher in Zusammenarbeit mit dem Baryon Oscillation Spectroscopic Survey eBOSS hat mehr als zwei Millionen Galaxien untersucht, die sich von unserer Galaxie bis zu den etwa 11 Milliarden Lichtjahren entfernten erstrecken. Sie haben nicht nur die bisher beste 3D-Karte des beobachtbaren Universums erstellt, sondern sind auch dabei, einige aufzudeckender größten Geheimnisse der Kosmologie, einschließlich eines Ereignisses bekannt als "die Lücke"
Unser Verständnis, wie die Expansion des Universums stattgefunden hat, wird in Bezug auf das alte Universum und neuere Perioden als ziemlich umfassend angesehen, aber es gibt eine Lücke in der Mitte von 11 Milliarden Jahren. Dank der kosmischen Mikrowellen-Hintergrundstrahlung CMBR - ein Relikt aus dem frühen Universum, das heute noch nachweisbar und messbar ist - wir können weit zurück in die Vergangenheit sehen, praktisch unmittelbar nach dem Urknall, geschätzte 300.000 Jahre nach der Geburt des Universums.
Informationen des eBOSS-Teams, dem über 100 Astrophysiker aus aller Welt angehören, haben die genaueste Darstellung veröffentlicht, wie die Expansion des Universums in den bisher weitesten Jahren begann und sich entwickelte.
Die Karte zeigt, dass das Universum voller Hohlräume und Filamente ist. Wir können auch die Verteilung der Galaxien und ihrer Muster mit einer Genauigkeit von einem Prozent sehen. Laut Pressemitteilung
"Diese Karte repräsentiert die kombinierte Anstrengung von mehr als 20 Jahren der Kartierung des Universums mit dem Teleskop der Sloan Foundation. Die kosmische Geschichte, die auf dieser Karte enthüllt wurde, zeigt, dass sich die Expansion des Universums vor etwa sechs Milliarden Jahren zu beschleunigen begannDiese beschleunigte Expansion scheint auf eine mysteriöse unsichtbare Komponente des Universums namens „Dunkle Energie“ zurückzuführen zu sein, die mit Einsteins allgemeiner Relativitätstheorie übereinstimmt, aber mit unserem gegenwärtigen Verständnis von äußerst schwierig zu vereinbaren istTeilchenphysik."
"Die Kombination von Beobachtungen aus eBOSS mit Studien des Universums in den Kinderschuhen zeigt Risse in diesem Bild des Universums. Insbesondere die Messung der aktuellen Expansionsrate des Universums durch das eBOSS-Team die„ Hubble-Konstante “ beträgt etwa 10Prozent niedriger als der Wert, der aus Entfernungen zu nahe gelegenen Galaxien ermittelt wurde. Aufgrund der hohen Genauigkeit der eBOSS-Daten ist es sehr unwahrscheinlich, dass diese Nichtübereinstimmung zufällig ist, und die Vielzahl der eBOSS-Daten bietet uns mehrere unabhängige Möglichkeiten, um dieselbe Schlussfolgerung zu ziehen. "
Es gibt keine allgemein akzeptierte Erklärung für diese Diskrepanz in der Expansionsrate, aber eine aufregende Möglichkeit besteht darin, dass eine zuvor unbekannte Form von Materie oder Energie aus dem frühen Universum dafür verantwortlich sein könnte.
Letztendlich verwendete das Team, das mehr als 20 Artikel aus all diesen unglaublichen Daten veröffentlichte, Beobachtungen sowohl älterer und weiter entfernter rotverschobener Galaxien als auch neuerer näherer blauverschobener Galaxien und Quasare über mehr als 11 Milliarden Lichtjahre verteilt und weiter, um alles zusammenzustellen. Eine Möglichkeit, sich Quasare vorzustellen, sind schwarze Löcher auf Steroiden. Sie gehören zu den hellsten Objekten im Weltraum, weil sie als schwarze Löcher geltendie Sterne verschlucken und so große Mengen an hellem Material ansammeln.
Die eBOSS 3D-Karte des Universums
"Durch die Kombination von SDSS-Daten mit zusätzlichen Daten aus dem kosmischen Mikrowellenhintergrund, Supernovae und anderen Programmen können wir gleichzeitig viele grundlegende Eigenschaften des Universums messen." ays Eva-Maria Mueller von der Universität Oxford, die die Analyse leitete, um die Ergebnisse der vollständigen SDSS-Stichprobe zu interpretieren in der Pressemitteilung.
„Die SDSS-Daten decken einen so großen Bereich der kosmischen Zeit ab, dass sie die größten Fortschritte aller Sonden zur Messung der geometrischen Krümmung des Universums liefern und feststellen, dass sie flach sind. Sie ermöglichen auch Messungen der lokalen Expansionsrate, die besser als sindein Prozent."
Forschung wie diese mag uns eines Tages helfen, die Geheimnisse der Dunklen Materie und der Dunklen Energie zu lösen, aber das Team macht in seiner ersten Arbeit keine Schlussfolgerungen. Das lässt uns nur interessantere Entdeckungen für die Zukunft.