Pētnieku grupa, kuru vada fiziķi no SLAC Nacionālās paātrinātāja laboratorijas
Visuma pamatmodelis
Lambda-CDM (ΛCDM, Lambda-CDM modelis) -mūsdienu standarta kosmoloģiskais modelis. Tajā telpiski plakanais Visums papildus parastajai barioniskajai matērijai ir piepildīts ar tumšo enerģiju un auksto tumšo vielu. Saskaņā ar šo modeli, lai nodrošinātu atbilstību novērojumiem, Visuma vecums ir jāuzskata par 13,799 ± 0,021 miljardu gadu.
ΛCDM vizualizācija.Kredīti un tiesības: NASA/LAMBDA arhīvs/WMAP zinātnes komanda
Galvenā novērojumu problēma
Secinājums par klasteru masu sadalījumuRentgenstaru emisija no galaktikām ir visuzticamākā, ja kopās esošās gāzes enerģiju līdzsvaro gravitācijas spēks, kas satur visu sistēmu kopā. Tāpēc masu sadalījuma mērījumi reālos klasteros ir vērsti uz tiem, kas ir pārgājuši “atslābinātā” stāvoklī. Salīdzinot ar teorētiskajām prognozēm, ir svarīgi ņemt vērā šo atslābinošo klasteru izvēli.
Zinātnieku risinājums
Stenfordas universitātes fiziķi pētīja datorimulētus klasterus, kas izveidoti trīs simtu projekta ietvaros.
Projekta Trīs simti ietvaros zinātnieki studē324 lielas galaktiku kopas, kas simulētas, izmantojot dažādas pilnas fizikas hidrodinamiskās resimulācijas un daļēji analītiskos modeļus. Tās mērķis ir nodrošināt lielu teorētiski modelētu galaktiku kopu katalogu kosmoloģiskiem un astrofiziskiem lietojumiem.
Ar Habla kosmosa teleskopu uzņemts masīvās galaktiku kopas Abell 2744 ilgs ekspozīcijas attēls. Tas parāda dažas no vājākajām un jaunākajām galaktikām, kas atklātas kosmosā
Pateicība: NASA/ESA/STScI
Zinātnieki ir aprēķinājuši, kā tam vajadzētu izskatītiesRentgenstaru emisija katram simulētajam klasterim. Pēc tam viņi izmantoja tos pašus novērošanas kritērijus, kurus izmantoja, lai no reāliem datiem identificētu “atslābinātas” galaktiku kopas. Tie tika korelēti ar simulētajiem attēliem, lai atvērtu komplektu.
Pēc tam pētnieki novērtēja attiecības starptrīs kopu īpašības — tās masa, koncentrācijas pakāpe centrā un sarkanā nobīde, kas atspoguļo Visuma vecumu. Zinātnieki izmantoja datus no simulētajām kopām no Trīs simtu projekta, kopām un 44 reālām kopām, ko novēroja NASA Chandra rentgenstaru observatorija.
Ko fiziķi uzzināja?
Fiziķi atrod konsekventus rezultātusno abām datu kopām. Kopumā laika gaitā kopas ir kļuvušas centralizētākas. Tajā pašā laikā mazāk masīvu kopu masa izrādījās vairāk koncentrēta centrā nekā mazāk masīvu objektu masa. Tika konstatēts, ka izmērītās attiecības ļoti labi sakrīt starp novērojumiem un teoriju. Tas galu galā "nodrošināja spēcīgu atbalstu Lambda-CDM paradigmai", raksta zinātnieki.
Visuma sastāvs pēc ΛCDM modeļa. Kredīts un autortiesības: RedAndr, Azcolvin429 derivative, CC BY-SA 3.0
Kas tālāk?
Nākotnē zinātnieki cer, ka viņiem tas izdosiespaplašināt gan novēroto, gan simulēto galaktiku kopu datu kopu lielumu. SLAC atbalstītie projekti dažu nākamo gadu laikā, tostarp Vera Rubin Observatory Legacy Survey of Space and Time un ceturtās paaudzes Cosmic Microwave Background (CMB-S4) eksperiments, palīdzēs identificēt daudz vairāk galaktiku kopu. Turklāt plānotas vairākas kosmosa misijas, lai palīdzētu fiziķiem. Piemēram, Eiropas Kosmosa aģentūras satelīta ATHENA palaišana. Izmantojot jaunākos datus, zinātnieki nākotnē veiks vairāk mērījumu rentgena diapazonā.
SLAC kosmologi arī strādā, lai palielinātuKosmosa datorsimulāciju lielums un precizitāte, kas ļaus veikt detalizētākus galaktiku kopu pētījumus un noteiks stingrus ierobežojumus alternatīviem kosmoloģiskajiem scenārijiem.
Lasīt vairāk:
Izrādījās, ka fotosintēze nedarbojas tā, kā domāja zinātnieki. Tagad viņi vēlas to uzlauzt
Tāla radio galaktika izrādījās melnais caurums, kas ir vērsts tieši uz Zemi
Ir atrasts veids, kā samazināt svaru un cukura līmeni asinīs. Zinātnieki sola operācijas efektu
Uz vāka: Visuma laika skala
Autors: Dizains Alex Mittelmann, Coldcreation