|
Как возникла Вселенная
|
|
|
|
Команда исследователей проанализировала более 1 миллиона галактик, чтобы изучить происхождение современных космических структур, о чем сообщается в недавнем исследовании, опубликованном в журнале Physical Review D в качестве предложения редакции. До сегодняшнего дня точные наблюдения и анализ космического микроволнового фона (CMB) и крупномасштабной структуры (LSS) привели к созданию стандартной структуры Вселенной, так называемой модели ЛямбдаCDM, в которой холодная темная материя (CDM) и темная энергия (космологическая постоянная Лямбда) являются важными характеристиками. Эта модель предполагает, что первичные флуктуации были созданы в начале Вселенной или в ранней Вселенной, которые действовали как триггеры, приводящие к созданию всего сущего во Вселенной, включая звезды, галактики, скопления галактик, и их пространственному распределению в космосе. Хотя в момент возникновения они очень малы, флуктуации со временем растут из-за силы гравитационного притяжения, в конечном итоге образуя плотную область темной материи или гало. Затем различные гало неоднократно сталкивались и сливались друг с другом, что приводило к образованию небесных объектов, таких как галактики.
|
|
|
|
Поскольку на характер пространственного распределения галактик сильно влияет природа первичных флуктуаций, которые их изначально создали, активно проводился статистический анализ распределения галактик с целью наблюдательного изучения природы первичных флуктуаций. В дополнение к этому, пространственная структура форм галактик, распределенных по обширной территории Вселенной, также отражает природу основных первичных флуктуаций. Однако традиционный анализ крупномасштабной структуры фокусируется только на пространственном распределении галактик как точек. Совсем недавно исследователи начали изучать формы галактик, поскольку это не только дает дополнительную информацию, но и позволяет по-новому взглянуть на природу первичных флуктуаций. Группа исследователей под руководством тогдашнего аспиранта Института физики и математики Вселенной Кавли (ИПМУ Кавли) Тошики Курита (в настоящее время научный сотрудник Института астрофизики Макса Планка) и профессора ИПМУ Кавли Масахиро Такада разработал метод измерения спектра мощности форм галактик, который извлекает ключевую статистическую информацию из моделей формы галактик путем объединения спектроскопических данных пространственного распределения галактик и данных изображений отдельных форм галактик.
|
|
|
Исследователи одновременно проанализировали пространственное распределение и структуру примерно 1 миллиона галактик из Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), крупнейшего в мире исследования галактик на сегодняшний день. В результате они успешно ограничили статистические свойства первичных флуктуаций, которые положили начало формированию структуры всей Вселенной. Они обнаружили статистически значимое совпадение ориентаций форм двух галактик, находящихся на расстоянии более 100 миллионов световых лет друг от друга. Их результат показал, что корреляции существуют между далекими галактиками, процессы формирования которых, по-видимому, независимы и причинно не связаны. «В этом исследовании нам удалось наложить ограничения на свойства первичных флуктуаций посредством статистического анализа «форм» многочисленных галактик, полученных на основе крупномасштабных структурных данных. Существует мало прецедентов исследований, в которых формы галактик используются для изучения физика ранней Вселенной и процесс исследования, от построения идеи и разработки методов анализа до фактического анализа данных, представляли собой серию проб и ошибок.
|
|
|
|
«Из-за этого я столкнулся со многими проблемами. Но я рад, что смог решить их во время учебы в докторантуре. Я считаю, что это достижение станет первым шагом к открытию новой области исследований в космологии с использованием форм галактик». - сказал Курита. Более того, детальное исследование этих корреляций подтвердило, что они согласуются с корреляциями, предсказанными инфляцией, и не демонстрируют негауссовых особенностей первичного колебания. «Это исследование является результатом докторской диссертации Тошики. Это замечательное исследовательское достижение: мы разработали метод проверки космологической модели с использованием формы и распределения галактик, применили его к данным, а затем проверили физику инфляции. тему исследования, которую никто никогда раньше не делал, но он сделал все три шага: теорию, измерение и применение. Поздравляю! Я очень горжусь тем, что мы смогли сделать все три шага. К сожалению, я не сделал Великое открытие, заключающееся в обнаружении новой физики инфляции, но мы проложили путь для будущих исследований. Мы можем рассчитывать на открытие дальнейших областей исследований с использованием спектрографа Subaru Prime Focus", - сказал Такада. Методы и результаты этого исследования позволят исследователям в будущем продолжить проверку теории инфляции.
|
|
|
|
Источник
|
