來自兩種截然不同的天文學調查的數據組合有效,使研究人員能夠建立宇宙進化的“宇宙CT掃描”。
這些快照表明,隨著像重力這樣的力量重塑了宇宙,宇宙又變得不那麼塊。換句話說,宇宙的增長比預期的要復雜。這些發現背後的團隊使用了第六個也是最終數據發布
Atacama宇宙學望遠鏡(ACT)結合1年級的數據
暗能量光譜儀(DESI)得出這些結論。
這種強大的數據組合使研究人員可以將宇宙時間分層,類似於將古老的宇宙照片堆疊在宇宙的最新圖像上,從而創造了宇宙的多維視角。
賓夕法尼亞大學的聯合領導人馬修·馬達瓦奇(Mathew Madhavacheril)團隊,“這個過程就像宇宙的CT掃描,我們可以瀏覽宇宙歷史的不同切片,並跟踪物質如何聚集在一起。”在一份聲明中說。 “這使我們直接研究了數十億年的重力影響如何變化。”
遵循古代宇宙之光的故事
為了使團隊構建這種所謂的宇宙CT掃描,他們需要轉向幾乎與宇宙本身一樣長的光線。
有瞭如此古老的光線,隨著重力在138億年內重新塑造,可以跟踪宇宙所發生的變化。
“行動,覆蓋了大約23%的天空,通過使用遠處的遙遠的,微弱的光線來描繪宇宙嬰儿期的照片,“ Madhavacheril Group的研究生研究員Joshua Kim團隊共同紙Joshua Kim在聲明中說:“正式地,此光被稱為(CMB),但有時我們只是稱其為宇宙的嬰兒圖片,因為它是大約380,000年曆史的快照。”
在大爆炸稱為“最後散射”之後不久發生的事件中,CMB剩下的。當宇宙擴展並冷卻足以允許電子和質子形成第一個中性氫原子時,就會發生這種情況。游離電子的消失意味著光子(又稱光顆粒)可以自由傳播而不會無休止地散佈。換句話說,宇宙突然從不透明變成了透明。
如今,第一個光被視為CMB,也稱為“最後散射的表面”。
儘管經常被描述為“宇宙化石”,但CMB在數十億年中一直沒有完全不變。這擴展宇宙導致其光子轉移到更長的波長並失去能量。現在的溫度在454華氏度(負270攝氏度)下為均勻。
因為質量扭曲了時空的結構,引起了重力,因此CMB的光經過大型,密集和沈重的結構,例如星系群。這類似於在一個空的游泳池底部查看網格圖案,並註意添加水時造成的失真。
宇宙的塊在哪裡?
儘管該法案數據在其宇宙嬰兒圖片中捕獲了CMB的快照,但Desi為科學家提供了“成年”宇宙的最新記錄。
Desi通過繪製宇宙的三維結構來做到這一點,該結構通過映射數百萬星系的分佈,尤其是發光的紅色星系 (LRGS)。科學家將這些星系用作“宇宙地標”,可以重建物質在宇宙時間內分散的方式。
Kim說:“來自Desi的LRGS就像宇宙的最新圖片一樣,向我們展示了星系在不同距離的分佈方式。” “這是了解結構如何從CMB地圖發展到今天星系所在的一種有力方法。”
將ACT CMB鏡頭圖和Desi LRG數據匯總在一起,就像瀏覽了一張相冊,顯示了嬰兒向成人開發的開發,但為宇宙瀏覽。
該團隊瀏覽了這張宇宙相冊的專輯,注意到了很小的差異。團隊在宇宙後來的時代中計算出的物質的“塊”與理論預測不符。
儘管差異還不夠大,無法暗示全新的物理學正在起作用,但它確實表明宇宙結構並沒有像早期宇宙模型所暗示的那樣進化。結果還暗示,宇宙的結構增長可能以當前模型無法完全解釋的方式放慢。
Madhavacheril說:“我們發現,在大多數情況下,結構形成的故事與愛因斯坦重力的預測非常一致。” “我們確實看到了大約40億年前的最新時期預期塊狀量很小的提示,這可能很有趣。”
這項工作背後的研究人員打算繼續進行這種詢問,但是在利用更強大的即將到來的望遠鏡的同時,這應該為他們提供更精確的測量結果。
該團隊的研究於2024年12月10日在宇宙學和天線物理學雜誌。
最初發布space.com。