Μια ερευνητική ομάδα με επικεφαλής φυσικούς από το Εθνικό Εργαστήριο Επιταχυντών SLAC
Βασικό μοντέλο του σύμπαντος
Lambda-CDM (ΛCDM, μοντέλο Lambda-CDM) -σύγχρονο πρότυπο κοσμολογικό μοντέλο. Σε αυτό, το χωρικά επίπεδο Σύμπαν είναι γεμάτο, εκτός από τη συνηθισμένη βαρυονική ύλη, με σκοτεινή ενέργεια και ψυχρή σκοτεινή ύλη. Σύμφωνα με αυτό το μοντέλο, για να είναι συνεπής με τις παρατηρήσεις, η ηλικία του Σύμπαντος θα πρέπει να θεωρηθεί ότι είναι 13,799 ± 0,021 δισεκατομμύρια χρόνια.
ΛCDM οπτικοποίηση.Πιστώσεις και δικαιώματα: Αρχείο NASA/LAMBDA/Επιστημονική ομάδα WMAP
Το κύριο πρόβλημα των παρατηρήσεων
Συμπέρασμα για την κατανομή των μαζών συστάδωνΗ εκπομπή ακτίνων Χ από τους γαλαξίες είναι πιο αξιόπιστη όταν η ενέργεια του αερίου μέσα στα σμήνη εξισορροπείται από τη βαρυτική έλξη που συγκρατεί ολόκληρο το σύστημα ενωμένο. Επομένως, οι μετρήσεις των κατανομών μάζας σε πραγματικές συστάδες επικεντρώνονται σε αυτές που έχουν περάσει σε μια «χαλαρή» κατάσταση. Κατά τη σύγκριση με τις θεωρητικές προβλέψεις, είναι σημαντικό να λάβετε υπόψη αυτή την επιλογή χαλαρωτικών συστάδων.
Απόφαση επιστημόνων
Οι φυσικοί από το Πανεπιστήμιο του Στάνφορντ μελέτησαν συμπλέγματα προσομοιωμένα με υπολογιστή που δημιουργήθηκαν ως μέρος του έργου The Three Hundred.
Στο πλαίσιο του έργου The Three Hundred, οι επιστήμονες μελετούν324 μεγάλα σμήνη γαλαξιών που προσομοιώθηκαν χρησιμοποιώντας διάφορες υδροδυναμικές προσομοιώσεις πλήρους φυσικής και ημιαναλυτικά μοντέλα. Στόχος του είναι να παρέχει έναν μεγάλο κατάλογο με θεωρητικά μοντελοποιημένα σμήνη γαλαξιών για κοσμολογικές και αστροφυσικές εφαρμογές.
Μια εικόνα μακράς έκθεσης του τεράστιου σμήνος γαλαξιών Abell 2744 που λήφθηκε από το διαστημικό τηλεσκόπιο Hubble. Δείχνει μερικούς από τους πιο αμυδρούς και νεότερους γαλαξίες που ανακαλύφθηκαν στο διάστημα
Πίστωση: NASA/ESA/STScI
Οι επιστήμονες έχουν υπολογίσει πώς πρέπει να μοιάζειΕκπομπή ακτίνων Χ για κάθε προσομοιωμένο σύμπλεγμα. Στη συνέχεια εφάρμοσαν τα ίδια κριτήρια παρατήρησης που χρησιμοποίησαν για να προσδιορίσουν «χαλαρά» σμήνη γαλαξιών από πραγματικά δεδομένα. Αυτές συσχετίστηκαν με τις προσομοιωμένες εικόνες για να κερδίσουν το σύνολο.
Οι ερευνητές στη συνέχεια μέτρησαν τη σχέση μεταξύτρεις ιδιότητες των σμηνών - η μάζα του, ο βαθμός συγκέντρωσής του στο κέντρο και η μετατόπισή του στο κόκκινο, που αντανακλά την ηλικία του Σύμπαντος. Οι επιστήμονες χρησιμοποίησαν δεδομένα από προσομοιωμένα σμήνη από το Τριακόσιο Έργο, σμήνη και 44 πραγματικά σμήνη που παρατηρήθηκαν από το Παρατηρητήριο ακτίνων Χ Chandra της NASA.
Τι ανακάλυψαν οι φυσικοί;
Οι φυσικοί βρίσκουν σταθερά αποτελέσματακαι από τα δύο σύνολα δεδομένων. Γενικά, οι συστάδες έχουν γίνει πιο κεντρικά συγκεντρωμένες με την πάροδο του χρόνου. Ταυτόχρονα, η μάζα των λιγότερο ογκωδών σμηνών αποδείχθηκε ότι ήταν πιο συγκεντρωμένη στο κέντρο από αυτή των λιγότερο μαζικών αντικειμένων. Οι μετρούμενες σχέσεις βρέθηκαν να συμφωνούν πολύ καλά μεταξύ των παρατηρήσεων και της θεωρίας. Αυτό τελικά «παρείχε ισχυρή υποστήριξη για το παράδειγμα Lambda-CDM», γράφουν οι επιστήμονες.
Σύνθεση του Σύμπαντος σύμφωνα με το μοντέλο ΛCDM. Πίστωση και πνευματικά δικαιώματα: RedAndr, Azcolvin429derivative, CC BY-SA 3.0
Τι άλλο;
Στο μέλλον, οι επιστήμονες ελπίζουν ότι θα τα καταφέρουνεπεκτείνετε το μέγεθος τόσο των παρατηρούμενων όσο και των προσομοιωμένων συνόλων δεδομένων σμήνων γαλαξιών. Έργα που υποστηρίζονται από την SLAC τα επόμενα χρόνια, συμπεριλαμβανομένου του Παρατηρητηρίου Vera Rubin Legacy Survey of Space and Time και το πείραμα τέταρτης γενιάς Cosmic Microwave Background (CMB-S4), θα βοηθήσουν στον εντοπισμό πολλών περισσότερων σμήνων γαλαξιών. Επιπλέον, προγραμματίζονται αρκετές διαστημικές αποστολές για να βοηθήσουν τους φυσικούς. Για παράδειγμα, η εκτόξευση του δορυφόρου ATHENA του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Διαστήματος. Χρησιμοποιώντας τα πιο πρόσφατα δεδομένα, οι επιστήμονες θα κάνουν περισσότερες μετρήσεις στο εύρος των ακτίνων Χ στο μέλλον.
Космологи SLAC также работают над увеличением το μέγεθος και η ακρίβεια των προσομοιώσεων του σύμπαντος σε υπολογιστή, που θα επιτρέψουν πιο λεπτομερείς μελέτες των σμηνών γαλαξιών και θα θέσει αυστηρά όρια σε εναλλακτικά κοσμολογικά σενάρια.
Διαβάστε περισσότερα:
Αποδείχθηκε ότι η φωτοσύνθεση δεν λειτουργεί όπως νόμιζαν οι επιστήμονες. Τώρα θέλουν να το χακάρουν
Ο μακρινός ραδιογαλαξίας αποδείχθηκε ότι ήταν μια μαύρη τρύπα, η οποία κατευθύνεται απευθείας στη Γη
Βρήκε έναν τρόπο μείωσης βάρους και σακχάρου στο αίμα. Οι επιστήμονες υπόσχονται το αποτέλεσμα της χειρουργικής επέμβασης
Στο εξώφυλλο: Timeline of the Universe
Συγγραφέας: Design Alex Mittelmann, Coldcreation