Tím britských a austrálskych astronómov dnes oznámil, že našiel chýbajúce spojenie, ktoré priamo spája moderné galaxie, ako je naša vlastná Mliečná dráha, s Veľkým treskom, ktoré vytvorili náš vesmír pred 14 000 miliónmi rokov. Zistenia sú výsledkom 10-ročného úsilia zmapovať distribúciu v priestore 220 000 galaxií pomocou 2dFGRS (2-stupeň Field Galaxy Redshift Survey), konzorcia astronómov, pomocou 3,8-m angloaustrálskeho ďalekohľadu (AAT) , Táto chýbajúca súvislosť bola odhalená v existencii jemných prvkov v distribúcii galaxií v prieskume. Analýza týchto funkcií tiež umožnila tímu zvážiť vesmír s bezprecedentnou presnosťou.
2dFGRS merala veľmi podrobne distribúciu galaxií, ktorá sa nazýva rozsiahla štruktúra vesmíru. Veľkosť týchto vzorov sa pohybuje od 100 miliónov do 1 miliardy svetelných rokov. Vlastnosti rozsiahlej štruktúry sú stanovené fyzikálnymi procesmi, ktoré fungovali, keď bol vesmír veľmi mladý.
Shaun Cole z University of Durham, ktorý viedol výskum, vysvetľuje: „V okamihu narodenia vesmír obsahoval drobné nepravidelnosti, o ktorých sa predpokladá, že sú výsledkom„ kvantových “alebo subatomárnych procesov. Tieto nepravidelnosti boli odvtedy zosilnené gravitáciou a nakoniec dali vznik galaxiám, ktoré dnes vidíme. “
Teoretici v 60. rokoch navrhli, aby sa praveké semená galaxií vnímali ako vlnky žiarenia kozmického mikrovlnného pozadia (CMB) vyžarovaného v horúcom zvyšku veľkého tresku, keď bol vesmír len 350 000 rokov starý. Vlnky boli následne videné v roku 1992 satelitom COBE NASA, ale doteraz nebolo možné preukázať žiadne pevné spojenie s tvorbou galaxií. 2dFGRS zistilo, že vzor pozorovaný v týchto vlnkách sa rozšíril do moderného vesmíru a je možné ho dnes zistiť v galaxiách.
Vzory v CMB obsahujú prominentné škvrny približne o jeden stupeň, vyvolané zvukovými vlnami šíriacimi sa v nepredstaviteľne horúcej plazme Veľkého tresku. Tieto vlastnosti sú známe ako „akustické vrcholy“ alebo „baryónové krútenia“. Teoretici špekulovali, že zvukové vlny mohli tiež zanechať odtlačok dominantnej súčasti vesmíru - exotickej „tmavej hmoty“, ktorá sama riadi formovanie galaxií. Fyzici a astronómovia sa pokúsili identifikovať tento odtlačok v mapách našej galaktickej štvrte.
Po rokoch usilovnej práce pri meraní galaxií v anglo-austrálskom ďalekohľade a modelovaní ich vlastností pomocou sofistikovaných matematických a výpočtových techník, tím 2dFGRS identifikoval odtlačok zvukových vĺn vo Veľkom tresku. Vyzerá to ako krehké črty v „výkonovom spektre“, štatistike, ktorú astronómovia používajú na kvantifikáciu obrazcov videných na mapách distribúcie galaxií. Tieto vlastnosti sú konzistentné s vlastnosťami pozorovanými na pozadí mikrovĺn - to znamená, že rozumieme životnej histórii plynu, z ktorého sa vytvorili galaxie.
Baryonové rysy obsahujú informácie o obsahu vesmíru, najmä o množstve obyčajnej hmoty (známej ako baryóny), o druhoch, ktoré sa zhlukovali na hviezdy a planéty a z ktorých sme sami stvorení.
Profesor Carlos Frenk, riaditeľ Inštitútu pre výpočtovú kozmológiu na univerzite v Durhame, povedal: „Tieto baryónové rysy sú genetickým odtlačkom nášho vesmíru. Vytvárajú priame evolučné spojenie s Veľkým treskom. Ich nájdenie je míľnikom v našom chápaní toho, ako sa formoval vesmír. “
Profesor John Peacock z Edinburgh University, vedúci tímu Spojeného kráľovstva pre spoluprácu 2dFGRS povedal: „Nemyslím si, že by niekto očakával, že jednoduché kozmologické teórie budú fungovať tak dobre. Máme veľké šťastie, že sme tu, aby sme videli tento obraz vesmíru. “
2dFGRS ukázali, že baryóny sú malou zložkou nášho vesmíru a tvoria iba 18% z celkovej hmotnosti, zvyšných 82% sa javí ako tmavá hmota. Tím 2dFGRS prvýkrát porušil bariéru presnosti 10% pri meraní celkovej hmotnosti vesmíru.
Ako keby tento obrázok nebol dosť divný, 2dFGRS tiež ukázali, že všetka hmota vo vesmíre (svetelná aj tmavá) preváži 4: 1 ešte exotickejšou zložkou nazývanou „vákuová energia“ alebo „temná energia“. To má antigravitačné vlastnosti, čo spôsobuje zrýchlenie expanzie vesmíru. K tomuto záveru dochádza pri kombinácii výsledkov 2dFGRS s údajmi o mikrovlnnom žiarení pozadia, ktoré zostalo z času, keď boli vytvorené baryónové prvky. Pôvod a identita temnej energie zostáva jednou z najhlbších záhad modernej vedy.
Naše znalosti mikrovlnného pozadia sa v roku 2003 výrazne zlepšili údajmi zo satelitu WMAP NASA. Tím WMAP spojil svoje informácie s predchádzajúcou analýzou časti 2dFGRS a dospel k záveru, že skutočne žijeme v temne energeticky ovládanom vesmíre. V roku 2003 to časopis časopis Science nazval „prielom roka“. Teraz objav kozmického chýbajúceho spojenia tímom 2dFGRS, takmer presne o rok neskôr, korunuje úspechy desaťročia usilovnej práce.
Zaujímavé je, že stopy po identite temnej energie by sa dali získať nájdením baryonových prvkov v vyvíjajúcej sa galaxickej distribúcii na polceste medzi týmto dňom a Veľkým treskom. Astronómovia z Veľkej Británie a ich spolupracovníci z celého sveta teraz plánujú rozsiahle prieskumy galaxií o veľmi vzdialených galaxiách s týmto cieľom.
Nezávislé potvrdenie prítomnosti baryonových prvkov v rozsiahlej štruktúre pochádza z amerického prieskumu Sloan Digital Sky Survey. Používajú doplnkovú metódu, ktorá nezahŕňa energetické spektrum, a študujú zriedkavú podskupinu galaxií na väčšom objeme ako 2dFGRS. Závery sú napriek tomu konzistentné, čo je veľmi uspokojivé.
Profesor Michael Strauss z Princeton University, hovorca pre spoluprácu SDSS povedal: „Toto je úžasná veda. Obe skupiny teraz nezávisle videli priamy dôkaz rastu štruktúry gravitačnou nestabilitou z počiatočných fluktuácií pozorovaných na kozmickom mikrovlnnom pozadí. “
Pôvodný zdroj: PPARC News Release
