Kombinasi data yang kuat dari dua survei astronomi yang sangat berbeda telah memungkinkan para peneliti untuk membangun “tomografi terkomputerisasi kosmik” dari evolusi alam semesta.
Snapshots ini mengungkapkan bahwa, karena kekuatan seperti gravitasi mereka telah merombak alam semesta, alam semesta pada gilirannya menjadi kurang kental. Dengan kata lain, alam semesta menjadi lebih rumit dari yang diharapkan. Tim di balik temuan ini menggunakan data versi keenam dan terbaru dari Teleskop Kosmologi Atacama (Bertindak) dalam kombinasi dengan data tahun 1 Instrumen spektroskopi energi gelap (Desi) untuk mencapai kesimpulan ini.
Kombinasi data yang kuat ini memungkinkan para peneliti untuk menempatkan waktu kosmik, mirip dengan menumpuk foto -foto kosmik kuno pada gambar -gambar baru dari alam semesta, menciptakan perspektif multidimensi dari kosmos.
“Proses ini seperti tomografi terkomputerisasi kosmik, di mana kita dapat melihat-lihat irisan sejarah kosmik yang berbeda dan melacak bagaimana subjek dikelompokkan ke waktu yang berbeda”, co-leader tim Mathew Madhavacheril dari University of Pennsylvania Katanya dalam sebuah pernyataan. “Ini memberi kita pandangan langsung tentang bagaimana pengaruh gravitasi materi berubah selama ribuan juta tahun.”
Mengikuti sejarah cahaya kosmik kuno
Agar tim dapat membangun tomografi terkomputerisasi alam semesta ini, mereka perlu menggunakan cahaya yang telah ada hampir sebanyak kosmos itu sendiri.
Dengan cahaya lama seperti itu, dimungkinkan untuk melacak perubahan yang dialami alam semesta saat gravitasi merombaknya dalam waktu sekitar 13,8 miliar tahun.
“Bertindak, yang mencakup sekitar 23% dari langit, melukis gambar masa kanak -kanak alam semesta menggunakan cahaya yang jauh dan sedikit yang telah bepergian sejak Big Bang“Co-leader tim Joshua Kim, seorang peneliti lulus dalam kelompok Madhavacheril, dalam pernyataan itu.” Secara formal, cahaya ini disebut Latar belakang microwave kosmik (CMB), tetapi kadang -kadang kita menyebutnya gambar bayi alam semesta karena itu adalah gambaran ketika saya sekitar 380.000 tahun. “
CMB adalah cahaya yang tersisa dari peristiwa yang terjadi tak lama setelah Big Bang menyebut “dispersi terakhir.” Ini terjadi ketika alam semesta telah berkembang dan cukup dingin untuk memungkinkan elektron dan proton membentuk atom hidrogen netral pertama. Hilangnya elektron bebas berarti bahwa foton, juga dikenal sebagai partikel cahaya, bebas untuk bepergian tanpa berserakan tanpa henti. Dengan kata lain, alam semesta tiba -tiba berubah dari buram menjadi transparan.
Saat ini, cahaya pertama itu dipandang sebagai CMB, juga dikenal sebagai “permukaan dispersi terakhir.”
Meskipun sering digambarkan sebagai “fosil kosmik”, WBC belum sepenuhnya tidak berubah selama ribuan juta tahun. Dia Perluasan Semesta Dia telah menyebabkan fotonnya berubah menjadi panjang gelombang yang lebih panjang dan kehilangan energi. Suhunya sekarang seragam hingga kurang 454 derajat Fahrenheit (minus 270 derajat Celcius).
Karena massa merusak ruang ruang luar angkasa, menimbulkan gravitasi, cahaya WBC telah berubah bentuk saat bepergian melampaui struktur besar, padat dan berat seperti Grup Galaksi. Ini mirip dengan melihat pola kisi di bagian bawah kolam kosong dan menunjukkan distorsi yang disebabkan sebagai air ditambahkan.
Proses ini dikenal sebagai “Lensa gravitasi“Albert Einstein menyarankan untuk pertama kalinya sebagai bagian dari teorinya tentang gravitasi, Relativitas Umum.
Ketika menunjukkan bagaimana WBC telah berubah bentuk dan terdistorsi dari waktu ke waktu, para ilmuwan dapat belajar banyak tentang evolusi subjek selama miliaran tahun.
Di mana beban alam semesta?
Sementara data ACT menangkap snapshot CMB dalam gambar bayi kosmik mereka, Desi memberi para ilmuwan catatan yang lebih baru tentang alam semesta “dewasa”.
Desi melakukan pemetaan struktur tiga dimensi alam semesta, dicapai dengan memetakan distribusi jutaan galaksi, khususnya galaksi merah bercahaya (LRGS). Dengan menggunakan galaksi ini sebagai “titik referensi kosmik”, para ilmuwan dapat merekonstruksi bagaimana materi telah tersebar selama waktu kosmik.
“Desi LRGS seperti gambar yang lebih baru dari alam semesta, yang menunjukkan kepada kita bagaimana galaksi didistribusikan pada jarak variabel,” kata Kim. “Ini adalah cara yang kuat untuk melihat bagaimana struktur telah berevolusi dari peta CMB ke tempat galaksi saat ini.”
Mengumpulkan MMB Act Lens dan Desi LRG Data seperti menavigasi melalui album foto yang menunjukkan perkembangan bayi untuk orang dewasa, tetapi untuk kosmos.
Saat menavigasi album foto kosmik ini, tim memperhatikan perbedaan kecil. “Kelelahan” dari masalah yang dihitung tim di kemudian hari Cosmos tidak cocok dengan prediksi teoretis.
Meskipun perbedaan tidak cukup besar untuk menyarankan bahwa fisika yang sama sekali baru dipertaruhkan, itu menunjukkan bahwa struktur kosmik belum berevolusi dalam cara mereka menyarankan model universitas awal. Hasilnya juga menunjukkan bahwa pertumbuhan struktural alam semesta mungkin telah memperlambat cara di mana model saat ini tidak sepenuhnya menjelaskan.
“Apa yang kami temukan adalah bahwa, sebagian besar, sejarah pembentukan struktur sangat terdiri dari prediksi gravitasi Einstein,” kata Madhavacheril. “Kami melihat jejak perbedaan kecil dalam jumlah kelelahan yang diharapkan belakangan ini, sekitar empat miliar tahun yang lalu, yang bisa menarik untuk dikejar.”
Para peneliti di balik pekerjaan ini bermaksud untuk melanjutkan lini penelitian ini, tetapi saat menggunakan teleskop berikutnya yang lebih kuat, yang seharusnya memberikan pengukuran yang lebih tepat.
Penelitian tim diterbitkan pada 10 Desember 2024 di Jurnal Kosmologi dan Fisika Astropartikel.
Awalnya diterbitkan di Space.com.