فريق بحث بقيادة فيزيائيين من مختبر المسرع الوطني SLAC
النموذج الأساسي للكون
Lambda-CDM (ΛCDM، نموذج Lambda-CDM) -النموذج الكوني القياسي الحديث. فيه، يمتلئ الكون المسطح المكاني، بالإضافة إلى المادة الباريونية العادية، بالطاقة المظلمة والمادة المظلمة الباردة. وفقًا لهذا النموذج، ولكي يكون متسقًا مع الملاحظات، يجب اعتبار عمر الكون هو 13.799 ± 0.021 مليار سنة.
تصور ΛCDM.الاعتمادات والحقوق: ناسا/أرشيف لامدا/فريق WMAP العلمي
المشكلة الرئيسية للملاحظات
استنتاج حول توزيع الجماهير العنقوديةيكون انبعاث الأشعة السينية من المجرات أكثر موثوقية عندما تتم موازنة طاقة الغاز داخل العناقيد بواسطة قوة الجاذبية التي تربط النظام بأكمله ببعضه البعض. ولذلك، فإن قياسات التوزيعات الجماعية في التجمعات الحقيقية تركز على تلك التي انتقلت إلى حالة "استرخاء". عند المقارنة مع التنبؤات النظرية، من المهم النظر في هذا الاختيار لمجموعات الاسترخاء.
قرار العلماء
درس فيزيائيون من جامعة ستانفورد مجموعات محاكاة حاسوبية تم إنشاؤها كجزء من مشروع الثلاثمائة.
كجزء من مشروع الثلاثمائة، يدرس العلماءتمت محاكاة 324 مجموعة مجرية كبيرة باستخدام العديد من عمليات إعادة المحاكاة الهيدروديناميكية الكاملة للفيزياء والنماذج شبه التحليلية. هدفها هو توفير كتالوج كبير لمجموعات المجرات ذات النماذج النظرية للتطبيقات الكونية والفيزيائية الفلكية.
صورة ذات تعريض طويل للعنقود المجري الضخم Abell 2744 تم التقاطها بواسطة تلسكوب هابل الفضائي. يُظهر بعضًا من أضعف المجرات وأحدثها التي تم اكتشافها في الفضاء
مصدر الصورة: ناسا/وكالة الفضاء الأوروبية/STScI
لقد حسب العلماء الشكل الذي ينبغي أن يبدو عليهانبعاث الأشعة السينية لكل مجموعة محاكاة. ثم طبقوا نفس معايير المراقبة التي استخدموها لتحديد مجموعات المجرات "المريحة" من البيانات الحقيقية. وقد تم ربطها بالصور المحاكية لغربلة المجموعة.
ثم قام الباحثون بقياس العلاقة بينثلاث خصائص للمجموعات: كتلتها، ودرجة تركيزها في المركز، وتحولها نحو الأحمر، الذي يعكس عمر الكون. استخدم العلماء بيانات من مجموعات محاكاة من مشروع Three Hundred Project، و44 مجموعة حقيقية لاحظها مرصد شاندرا للأشعة السينية التابع لناسا.
ماذا اكتشف علماء الفيزياء؟
يجد الفيزيائيون نتائج متسقةمن مجموعتي البيانات. بشكل عام، أصبحت المجموعات أكثر تركيزًا مركزيًا بمرور الوقت. وفي الوقت نفسه، تبين أن كتلة التجمعات الأقل ضخامة تكون أكثر تركيزًا في المركز من كتلة الأجسام الأقل ضخامة. وتبين أن العلاقات المُقاسة تتفق جيدًا بين الملاحظات والنظرية. وكتب العلماء أن هذا في النهاية "قدم دعمًا قويًا لنموذج Lambda-CDM".
تكوين الكون حسب نموذج ΛCDM. الائتمان وحقوق النشر: Credit: RedAndr، Azcolvin429derivative، CC BY-SA 3.0
ما التالي؟
وفي المستقبل، يأمل العلماء أن ينجحواتوسيع حجم كل من مجموعات البيانات العنقودية المجرية المرصودة والمحاكية. ستساعد المشاريع التي يدعمها SLAC على مدى السنوات القليلة المقبلة، بما في ذلك المسح القديم للمكان والزمان التابع لمرصد فيرا روبين وتجربة الخلفية الكونية الميكروية (CMB-S4) من الجيل الرابع، في تحديد العديد من العناقيد المجرية. بالإضافة إلى ذلك، تم التخطيط لعدة بعثات فضائية لمساعدة الفيزيائيين. على سبيل المثال، إطلاق القمر الصناعي أثينا التابع لوكالة الفضاء الأوروبية. وباستخدام أحدث البيانات، سيقوم العلماء بإجراء المزيد من القياسات في نطاق الأشعة السينية في المستقبل.
ويعمل علماء الكونيات في SLAC أيضًا على زيادةحجم ودقة عمليات المحاكاة الحاسوبية للكون، والتي ستسمح بإجراء دراسات أكثر تفصيلاً عن مجموعات المجرات ووضع حدود صارمة على السيناريوهات الكونية البديلة.
قراءة المزيد:
اتضح أن التمثيل الضوئي لا يعمل بالطريقة التي اعتقدها العلماء. الآن يريدون اختراقها
تبين أن المجرة الراديوية البعيدة عبارة عن ثقب أسود موجه مباشرة إلى الأرض
وجدت طريقة لتقليل الوزن والسكر في الدم. يعد العلماء بتأثير الجراحة
على الغلاف: التسلسل الزمني للكون
المؤلف: تصميم Alex Mittelmann، Coldcreation