来自两种截然不同的天文学调查的数据组合有效,使研究人员能够建立宇宙进化的“宇宙CT扫描”。
这些快照表明,随着像重力这样的力量重塑了宇宙,宇宙又变得不那么块。换句话说,宇宙的增长比预期的要复杂。这些发现背后的团队使用了第六个也是最终数据发布
Atacama宇宙学望远镜(ACT)结合1年级的数据
暗能量光谱仪(DESI)得出这些结论。
这种强大的数据组合使研究人员可以将宇宙时间分层,类似于将古老的宇宙照片堆叠在宇宙的最新图像上,从而创造了宇宙的多维视角。
宾夕法尼亚大学的联合领导人马修·马达瓦奇(Mathew Madhavacheril)团队,“这个过程就像宇宙的CT扫描,我们可以浏览宇宙历史的不同切片,并跟踪物质如何聚集在一起。”在一份声明中说。 “这使我们直接研究了数十亿年的重力影响如何变化。”
遵循古代宇宙之光的故事
为了使团队构建这种所谓的宇宙CT扫描,他们需要转向几乎与宇宙本身一样长的光线。
有了如此古老的光线,随着重力在138亿年内重新塑造,可以跟踪宇宙所发生的变化。
“行动,覆盖了大约23%的天空,通过使用远处的遥远的,微弱的光线来描绘宇宙婴儿期的照片,“ Madhavacheril Group的研究生研究员Joshua Kim团队共同纸Joshua Kim在声明中说:“正式地,此光被称为(CMB),但有时我们只是称其为宇宙的婴儿图片,因为它是大约380,000年历史的快照。”
在大爆炸称为“最后散射”之后不久发生的事件中,CMB剩下的。当宇宙扩展并冷却足以允许电子和质子形成第一个中性氢原子时,就会发生这种情况。游离电子的消失意味着光子(又称光颗粒)可以自由传播而不会无休止地散布。换句话说,宇宙突然从不透明变成了透明。
如今,第一个光被视为CMB,也称为“最后散射的表面”。
尽管经常被描述为“宇宙化石”,但CMB在数十亿年中一直没有完全不变。这扩展宇宙导致其光子转移到更长的波长并失去能量。现在的温度在454华氏度(负270摄氏度)下为均匀。
因为质量扭曲了时空的结构,引起了重力,因此CMB的光经过大型,密集和沉重的结构,例如星系群。这类似于在一个空的游泳池底部查看网格图案,并注意添加水时造成的失真。
宇宙的块在哪里?
尽管该法案数据在其宇宙婴儿图片中捕获了CMB的快照,但Desi为科学家提供了“成年”宇宙的最新记录。
Desi通过绘制宇宙的三维结构来做到这一点,该结构通过映射数百万星系的分布,尤其是发光的红色星系 (LRGS)。科学家将这些星系用作“宇宙地标”,可以重建物质在宇宙时间内分散的方式。
Kim说:“来自Desi的LRGS就像宇宙的最新图片一样,向我们展示了星系在不同距离的分布方式。” “这是了解结构如何从CMB地图发展到今天星系所在的一种有力方法。”
将ACT CMB镜头图和Desi LRG数据汇总在一起,就像浏览了一张相册,显示了婴儿向成人开发的开发,但为宇宙浏览。
该团队浏览了这张宇宙相册的专辑,注意到了很小的差异。团队在宇宙后来的时代中计算出的物质的“块”与理论预测不符。
尽管差异还不够大,无法暗示全新的物理学正在起作用,但它确实表明宇宙结构并没有像早期宇宙模型所暗示的那样进化。结果还暗示,宇宙的结构增长可能以当前模型无法完全解释的方式放慢。
Madhavacheril说:“我们发现,在大多数情况下,结构形成的故事与爱因斯坦重力的预测非常一致。” “我们确实看到了大约40亿年前的最新时期预期块状量很小的提示,这可能很有趣。”
这项工作背后的研究人员打算继续进行这种询问,但是在利用更强大的即将到来的望远镜的同时,这应该为他们提供更精确的测量结果。
该团队的研究于2024年12月10日在宇宙学和天线物理学杂志。
最初发布space.com。