18 август 2022
Категории
  •  Космос
  •  Физика
  •  Науки за земята
  •  Биология
  •  Медицина
  •  Математика
  •  Научни дискусии
  •  Разни
FACEBOOK

Космическите празнини също могат да ни кажат много за еволюцията на Вселената

Загледайте се в Празнотата

| ПОСЛЕДНА ПРОМЯНА 14 юни 2022 в 00:01 30270
Представяне на барионни акустични трептения, наблюдавани в ранната Вселена и днес от BOSS. Кредит: Chris Blake and Sam Moorfield

Един от най-важните обекти в небето, които астрономите използват, за да научат повече за произхода и по-нататъшната еволюция на Вселената, са така наречените барионни акустични трептения (BAO), кръговите свръхплътности във Вселената, където се откриват относително повече купове от галактики и които днес имат среден диаметър от около 490 милиона светлинни години.

В момента на така наречената повърхност на последното разсейване– 379 000 години след Големия взрив – те са възникнали едновременно с космическия кировълнов фон CMB, в резултат на битка, състояла се преди това между гравитацията на материята от една страна и налягането на радиацията от друга.

Тази битка води до създаването на звукови вълни, които са звучали през все още много младата вселена със скорост малко повече от половината от скоростта на светлината и които след този момент от 379 000 години след Големия взрив са прераснали в онези BAO, които впоследствие са образували основа на мащабните структури на галактическите купове.

Но интересното е не в тези нишки на свръхплътност на материята (и тъмната материя), а точно между тях, в космическите празнини!

Живеем в пустота

Вселената в симулация се структурира като швейцарско сирене с нишки и кухини. Млечният път, според астрономите, съществува в една от дупките му или във войд в мащабната структурата на космоса. Кредит: Millennium Simulation Project

Според космолозите, материята на Вселената е разпределена неравномерно в гигантска паяжина. Нишките се състоят от суперклъстери и галактични купове, които от своя страна се състои от звезди, газ, прах и планети. А Млечния път, нашата галактика, се намира в едно сравнително пусто място във Вселената.

През 2013 г. при наблюдателно проучване астрономът Ейми Барджър (Amy Barger) от Университета на Уисконсин показа, че нашата галактика, в контекста на мащабната структура на Вселената, се намира в голяма празнина или войд - област от пространството, което съдържа много по-малко галактики, звезди и планети от очакваното.

Последните изследвания показват, че тези празнини, където съществуват сравнително по-малко галактики, са отлични „сонди“, които могат да предоставят информация за произхода и по-нататъшното развитие на Вселената.

Астрономите често предпочитат да гледат нишките галактически купове, които заедно образуват космическата мрежа, мащабния скелет от материя във Вселената, но празнините също са от голямо значение.

Пекуларна скорост

В космологията пекуларна скорост е скоростта спрямо космическата референтна система (описваща разширяващото се пространство на Вселената), която определя отклонението на движението на галактиките от закона на Хъбъл. Според закона на Хъбъл галактиките се отдалечават от нас със скорост, пропорционална на разстоянието им. Връзката между скоростта и разстоянието ще бъде точна при липса на пекуларна скорост.

Поради наличието на пекуларна скорост в нашата звездна система - Млечния път (около 370 км/сек), се наблюдава анизотропия на космическото микровълново фоново излъчване според ефекта на Доплер.

Галактиките не са равномерно разпределени в наблюдаваното пространство, а обикновено се комбинират в гравитационно свързани групи или клъстери. Отделна галактика може да има скорост над 1000 км/сек в произволна посока. Тази скорост трябва да се добави или извади от скоростта, изчислена от закона на Хъбъл.

Алекс Уудфиндън (Alex Woodfinden) от Университета на Ватерло и неговите колеги разглеждат тези космически празнини в SDSS Data Releases 7, 12 и 16 и извличат много информация за "функцията за кръстосаната корелация на войдове и галактики“ ("void-galaxy cross-correlation function), сложно звучаща функция, която просто описва свойствата, като плътността и пекуларните скорости на галактиките, заобикалящи празнините.

Това статистическо свойство е особено важно, тъй като може да характеризира икакто изкривяванията на червеното изместване на пространството (RSD), така и ефекта на Алкок-Пачински (AP). Астрономите използват скоростта на обекта, за да определят неговото червено отместване, а RSDs са просто отклонения в нашето измерване на червено отместване поради допълнителния компонент на пекулярната скорост. Тъй като пекуларените скорости зависят от локалните гравитационни взаимодействия, точното характеризиране на RSD може да ни каже много за свойствата на материята в нашата Вселена, като например скоростта на растеж на структурите.

AP ефектът, от друга страна, е изкривяване на формата на разпределението на галактическите клъстери. Ако приемем, че галактическите клъстери са разпределени като сфера около празнините, ефектът на AP може да накара разпределението на клъстерите да изглежда сплескано или удължено, ако астрономите направят неправилни предположения за геометрията на Вселената.

Това е особено вълнуващо за космолозите, тъй като изследването на космическите празнини са нов начин на проучване на свойствата на нашата Вселена.

В близко бъдеще предстоят нови изследвания със спектрографския инструмент за тъмна енергия DESI и космическа мисия Euclid на Европейската космическа агенция, които ще проучват много по-големи обеми от Вселената в по-голям диапазон на червено отместване.

Справка: Measurements of cosmic expansion and growth rate of structure from voids in the Sloan Digital Sky Survey between redshift 0.07 and 1.0
Alex Woodfinden, Seshadri Nadathur, Will J. Percival, Slađana Radinović, Elena Massara, Hans A. Winther, https://arxiv.org/abs/2205.06258 

Източник: Stare into the Void
Kayla Kornoelje, Astrobites.


Няма коментари към тази новина !

 
Още от : Новини
Всички текстове и изображения публикувани в OffNews.bg са собственост на "Офф Медия" АД и са под закрила на "Закона за авторското право и сродните им права". Използването и публикуването на част или цялото съдържание на сайта без разрешение на "Офф Медия" АД е забранено.