Ich erinnere mich, wie ich den Hubble 3-D IMAX-Film im Jahr 2010 gesehen habe und buchstäblich nach Luft schnappte, als sich der Blick vom Zoomen in entfernte Sterne und Galaxien zurückzog, um Cluster und Supercluster von Galaxien zu zeigen, die wie ein Netz miteinander verwoben waren und die großräumige Struktur des Universums schufen. In 3-D ähnelt die Struktur der DNA-Doppelhelix oder einem Rückgrat.
Jetzt hat ein neues Projekt, das darauf abzielt, die Struktur des Universums abzubilden, in der Zeit zurückgeschaut, um eine 3D-Karte zu erstellen, die einen Teil des Universums zeigt, wie er vor neun Milliarden Jahren aussah. Es zeigt zahlreiche Galaxien und interessanterweise bereits entwickelte großräumige Strukturen von Filamenten und Hohlräumen aus Galaxiengruppen.
Die Karte wurde vom FastSound-Projekt erstellt, das Galaxien im Universum mit dem neuen Fiber Multi-Object Spectrograph (FMOS) des Subaru-Teleskops untersucht. Das Team, das die Arbeit erledigt, ist von der Kyoto University, der University of Tokyo und der University of Oxford.
Das Team sagte, dass, obwohl sie sehen können, dass die Häufung von Galaxien nicht so stark ist, als das Universum 4,7 Milliarden Jahre alt war wie im heutigen Universum, die Gravitationswechselwirkung letztendlich zu einer Häufung führen wird, die auf das aktuelle Niveau anwächst.
Die neue Karte umfasst 600 Millionen Lichtjahre in Winkelrichtung und zwei Milliarden Lichtjahre in Radialrichtung. Das Team wird schließlich eine Region mit insgesamt etwa 30 Quadratgrad am Himmel vermessen und dann genaue Entfernungen zu etwa 5.000 Galaxien messen, die mehr als zehn Milliarden Lichtjahre entfernt sind.
Dies ist nicht die erste 3D-Karte des Universums: Die Sloan Digital Sky Survey erstellte 2006 eine Karte mit einer Reichweite von bis zu fünf Milliarden Lichtjahren. Sie wurde erst letztes Jahr aktualisiert und es wurde ein Video erstellt, das Sie erstellen können siehe oben. Anfang dieses Jahres erstellte die Universität von Hawaii eine 3-D-Videokarte, die eine kosmische Struktur in großem Maßstab bis zu 300 Millionen Lichtjahren zeigt.
Das FastSound-Projekt hofft jedoch, eine 3D-Karte des sehr entfernten Universums zu erstellen, indem das Volumen des Universums in einer Entfernung von mehr als zehn Milliarden Lichtjahren abgedeckt wird. FMOS ist ein Weitfeldspektroskopiesystem, das die Nahinfrarotspektroskopie von über 100 Objekten gleichzeitig ermöglicht und in Kombination mit der Lichtsammelleistung des 8,2-Meter-Primärspiegels des Teleskops ein außergewöhnlich weites Sichtfeld bietet.
Die heute veröffentlichte Karte ist nur die erste von FastSound. Die endgültige 3-D-Karte des fernen Universums wird die Bewegung von Galaxien genau messen und dann die Wachstumsrate der großräumigen Struktur als Test für Einsteins allgemeine Relativitätstheorie messen.
Obwohl Wissenschaftler wissen, dass sich die Expansion des Universums beschleunigt, wissen sie nicht warum - ob es sich um dunkle Energie handelt oder ob sich die Schwerkraft auf kosmologischen Skalen von der allgemeinen Relativitätstheorie unterscheidet -, dieses Rätsel ist eine der größten Fragen in der zeitgenössischen Physik und Astronomie. Ein Vergleich der 3D-Karte des jungen Universums mit den Vorhersagen der allgemeinen Relativitätstheorie könnte schließlich den Mechanismus für die mysteriöse Beschleunigung des Universums aufdecken.
Das Team sagte, dass die in dieser Version gezeigte 3-D-Karte eher ein Maß für die Entfernung als für die leichte Reichweite verwendet. Sie erklärten:
Die Lichtwegstrecke bezieht sich auf die Zeit, die von der Epoche der beobachteten fernen Galaxie bis zur Gegenwart vergangen ist, multipliziert mit der Lichtgeschwindigkeit. Da die Lichtgeschwindigkeit für jeden Beobachter immer konstant ist, beschreibt sie die Entfernung des Weges, den ein Photon zurückgelegt hat. Die Expansion des Universums erhöht jedoch die Länge des Weges, den das Photon in der Vergangenheit zurückgelegt hat. Die Comoving Distance, die geometrische Distanz im aktuellen Universum, berücksichtigt diesen Effekt. Daher ist die Reichweite immer größer als die entsprechende Lichtstrecke.
In dem obigen Leitbild von FastSound geben die Farben der Galaxien ihre Sternentstehungsrate an, d. H. Die Gesamtmasse der Sterne, die jedes Jahr in einer Galaxie produziert werden. Die Abstufung der Hintergrundfarbe repräsentiert die Zahlendichte der Galaxien; die zugrunde liegende Massenverteilung (die von unsichtbarer dunkler Materie dominiert wird, die etwa 30% der Gesamtenergie im Universum ausmacht) und wie es so aussehen würde, wenn wir es sehen könnten. Der untere Teil der Abbildung zeigt die relativen Positionen der Regionen FastSound und Sloan Digital Sky Survey (SDSS), was darauf hinweist, dass das FastSound-Projekt ein weiter entferntes Universum abbildet als die 3D-Karte von SDSS des nahe gelegenen Universums.
Quelle: Subaru-Teleskop
