أتذكر رؤية فيلم Hubble 3-D IMAX في عام 2010 وكان يلهث حرفيًا عندما تراجع المشهد عن التكبير في النجوم والمجرات البعيدة لإظهار مجموعات ومجموعات مجرات فائقة متشابكة مثل شبكة الويب ، مما أدى إلى تكوين بنية الكون على نطاق واسع. في الشكل ثلاثي الأبعاد ، يشبه الهيكل إلى حد كبير الحلزون المزدوج للحمض النووي أو العمود الفقري.
الآن ، هناك مشروع جديد يهدف إلى رسم خريطة لهيكل الكون ، وقد نظر إلى الوراء في الوقت المناسب لإنشاء خريطة ثلاثية الأبعاد تظهر جزءًا من الكون كما كان يبدو قبل تسعة مليارات عام. يُظهر العديد من المجرات وبنية واسعة النطاق مطورة بالفعل من الخيوط والفراغات المصنوعة من مجموعات المجرات.
تم إنشاء الخريطة بواسطة مشروع FastSound ، الذي يقوم بمسح المجرات في الكون باستخدام مطياف الأجسام المتعددة الليفي الجديد (FMOS) التابع لتلسكوب سوبارو. الفريق الذي يقوم بهذا العمل هو من جامعة كيوتو وجامعة طوكيو وجامعة أكسفورد.
قال الفريق إنه على الرغم من أنه يمكنهم رؤية أن تجمع المجرات لم يكن قوياً عندما كان عمر الكون 4.7 مليار سنة كما هو الحال في الكون الحالي ، فإن تفاعل الجاذبية سيؤدي في النهاية إلى تكتل ينمو إلى المستوى الحالي.
تمتد الخريطة الجديدة على 600 مليون سنة ضوئية على طول الاتجاه الزاوي وملياري سنة ضوئية في الاتجاه الشعاعي. سيقوم الفريق في النهاية بمسح منطقة تبلغ مساحتها الإجمالية حوالي 30 درجة مربعة في السماء ثم قياس المسافات الدقيقة لحوالي 5000 مجرة تبعد أكثر من عشرة مليارات سنة ضوئية.
هذه ليست أول خريطة ثلاثية الأبعاد للكون: خريطة S. أنشأ برنامج Digital Sky Survey واحدًا في عام 2006 بتغطية تصل إلى خمسة مليارات سنة ضوئية ، وتم تحديثه في العام الماضي فقط ، وتم إنشاء مقطع فيديو سريع ، يمكنك مشاهدته أعلاه. أيضا ، 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 على بعد أكثر من عشرة مليارات سنة ضوئية. FMOS هو نظام طيفي واسع المجال يتيح التحليل الطيفي للأشعة تحت الحمراء القريبة لأكثر من 100 كائن في وقت واحد ، مع مجال رؤية واسع بشكل استثنائي عندما يقترن بقدرة تجميع الضوء للمرآة الأساسية التي يبلغ طولها 8.2 مترًا للتلسكوب.
الخريطة التي تم إصدارها اليوم هي الأولى من FastSound. ستقيس الخريطة النهائية ثلاثية الأبعاد للكون البعيد بدقة حركة المجرات ثم تقيس معدل نمو الهيكل واسع النطاق كاختبار لنظرية النسبية العامة لأينشتاين.
على الرغم من أن العلماء يعرفون أن توسع الكون يتسارع ، إلا أنهم لا يعرفون السبب - سواء كان ذلك من الطاقة المظلمة أو ما إذا كانت الجاذبية على المقاييس الكونية قد تختلف عن تلك الخاصة بالنسبية العامة ، فإن هذا اللغز هو أحد أكبر الأسئلة في الفيزياء المعاصرة و الفلك. يمكن للمقارنة بين الخريطة ثلاثية الأبعاد للكون الشاب وتنبؤات النسبية العامة أن تكشف في النهاية عن آلية التسارع الغامض للكون.
قال الفريق إن خريطتهم ثلاثية الأبعاد الموضحة في هذا الإصدار تستخدم مقياس مسافة الانتقال بدلاً من مسافة السفر الخفيفة. أوضحوا:
تشير مسافة انتقال الضوء إلى الوقت الذي انقضى من حقبة المجرة البعيدة المرصودة إلى الوقت الحاضر ، مضروبة في سرعة الضوء. نظرًا لأن سرعة الضوء ثابتة دائمًا لأي مراقب ، فهي تصف مسافة المسار الذي قطعه الفوتون. ومع ذلك ، فإن تمدد الكون يزيد من طول المسار الذي سلكه الفوتون في الماضي. تأتي المسافة ، وهي المسافة الهندسية في الكون الحالي ، تأخذ هذا التأثير في الاعتبار. لذلك ، فإن مسافة الانتقال تكون دائمًا أكبر من مسافة انتقال الضوء المقابلة.
في الصورة الرئيسية أعلاه من FastSound ، تشير ألوان المجرات إلى معدل تشكل نجومها ، أي الكتلة الكلية للنجوم المنتجة في مجرة كل عام. يمثل التدرج في لون الخلفية كثافة عدد المجرات ؛ التوزيع الكتلي الأساسي (الذي تهيمن عليه المادة المظلمة غير المرئية التي تمثل حوالي 30٪ من إجمالي الطاقة في الكون) وكيف سيبدو هكذا إذا تمكنا من رؤيته. يوضح الجزء السفلي من الشكل المواقع النسبية لمناطق FastSound و Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ، مما يشير إلى أن مشروع FastSound يرسم خريطة لكون أبعد من خريطة SDSS ثلاثية الأبعاد للكون القريب.
تعرف على المزيد حول FastSound هنا.
مصدر: تلسكوب سوبارو
