צוות מחקר בראשות פיזיקאים ממעבדת האצה הלאומית של SLAC
מודל בסיסי של היקום
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM דגם) -מודל קוסמולוגי סטנדרטי מודרני. בתוכו, היקום השטוח במרחב מלא, בנוסף לחומר בריוני רגיל, באנרגיה אפלה ובחומר אפל קר. על פי מודל זה, כדי להיות עקביים עם תצפיות, יש לראות שגיל היקום הוא 13.799 ± 0.021 מיליארד שנים.
הדמיה של ΛCDM.קרדיטים וזכויות: צוות המדע של נאס"א/LAMBDA/WMAP
הבעיה העיקרית של תצפיות
מסקנה לגבי התפלגות מסות האשכולותפליטת קרני רנטגן מגלקסיות אמינה ביותר כאשר אנרגיית הגז בתוך הצבירים מאוזנת על ידי כוח הכבידה שמחזיק את המערכת כולה יחד. לכן, מדידות של התפלגות מסה באשכולות אמיתיים מתמקדות באלו שעברו למצב "רגוע". כאשר משווים עם תחזיות תיאורטיות, חשוב לקחת בחשבון את הבחירה הזו של אשכולות מרגיעים.
הפתרון של מדענים
פיזיקאים מאוניברסיטת סטנפורד חקרו אשכולות מדומי מחשב שנוצרו כחלק מפרויקט שלוש מאות.
כחלק מפרויקט שלוש מאות, מדענים לומדים324 צבירי גלקסיות גדולים מדומים באמצעות הדמיות שונות של פיסיקה הידרודינמית ומודלים סמי-אנליטיים. מטרתו היא לספק קטלוג גדול של צבירי גלקסיות במודל תיאורטי עבור יישומים קוסמולוגיים ואסטרופיזיים.
תמונת חשיפה ארוכה של צביר הגלקסיות הענק Abell 2744 שצולמה על ידי טלסקופ החלל האבל. הוא מראה כמה מהגלקסיות החלשות והצעירות ביותר שהתגלו בחלל
קרדיט: NASA/ESA/STScI
מדענים חישבו איך זה צריך להיראותפליטת קרני רנטגן עבור כל אשכול מדומה. לאחר מכן הם יישמו את אותם קריטריונים תצפיתיים שבהם השתמשו כדי לזהות צבירי גלקסיות "רגועים" מנתונים אמיתיים. אלה היו בקורלציה עם התמונות המדומות כדי לנצח את הסט.
לאחר מכן מדדו החוקרים את הקשר ביןשלוש תכונות של צבירים - המסה שלו, מידת הריכוז שלו במרכז וההסטה לאדום, המשקפת את גיל היקום. המדענים השתמשו בנתונים מצבירים מדומים מפרויקט Three Hundred, צבירים ו-44 צבירים אמיתיים שנצפו על ידי מצפה הכוכבים לרנטגן צ'אנדרה של נאס"א.
מה גילו הפיזיקאים?
פיזיקאים מוצאים תוצאות עקביותמשני מערכי הנתונים. באופן כללי, אשכולות הפכו מרוכזים יותר למרכז עם הזמן. יחד עם זאת, המסה של צבירים מסיביים פחות התבררה כמרוכזת יותר במרכז מזו של עצמים מסיביים פחות. נמצא כי הקשרים הנמדדים מתאימים מאוד בין תצפיות לתיאוריה. זה בסופו של דבר "סיפק תמיכה חזקה לפרדיגמת Lambda-CDM", כותבים המדענים.
הרכב היקום לפי מודל ΛCDM. קרדיט וזכויות יוצרים: RedAndr, Azcolvin429derivative, CC BY-SA 3.0
מה הלאה?
בעתיד מקווים המדענים שהם יצליחולהרחיב את הגודל של מערכי נתונים של צבירי גלקסיות שנצפו והן מדומה. פרויקטים הנתמכים על ידי SLAC במהלך השנים הקרובות, כולל סקר החלל והזמן המורשת של מצפה הכוכבים ורה רובין וניסוי הדור הרביעי של רקע מיקרוגל קוסמי (CMB-S4), יסייעו לזהות צבירי גלקסיות רבים נוספים. בנוסף, מתוכננות מספר משימות חלל לסייע לפיסיקאים. למשל, שיגור הלוויין ATHENA של סוכנות החלל האירופית. באמצעות הנתונים העדכניים ביותר, מדענים יבצעו מדידות נוספות בטווח רנטגן בעתיד.
קוסמולוגים של SLAC פועלים גם הם להגדילהגודל והדיוק של הדמיות ממוחשבות של הקוסמוס, שיאפשרו מחקרים מפורטים יותר של צבירי גלקסיות ויציבו מגבלות נוקשות על תרחישים קוסמולוגיים חלופיים.
קרא עוד:
התברר שפוטוסינתזה לא עובדת כמו שחשבו מדענים. עכשיו הם רוצים לפרוץ את זה
גלקסיית רדיו רחוקה התבררה כחור שחור, המכוון ישירות לכדור הארץ
מצא דרך להפחית משקל וסוכר בדם. מדענים מבטיחים את השפעת הניתוח
על הכריכה: ציר הזמן של היקום
מחבר: עיצוב אלכס מיטלמן, Coldcreation