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天体物理学家研究了我们宇宙110亿年的膨胀历史

斯隆数字天空调查发布了一份关于宇宙有史以来最大的三维地图的全面分析报告,填补了我们探索宇宙历史中最重要的空白。

Image credit: Egor Suvorov/Getty Images

斯隆数字天空调查(SDSS)发布了一份对宇宙有史以来最大的三维地图的全面分析,填补了我们探索宇宙历史中最重要的空白。

纽约大学物理学教授、sds – iv项目负责人迈克尔·布兰顿(Michael Blanton)说:“这项工作是20年分析的结果,提供了迄今为止关于宇宙在过去110亿年是如何膨胀的最佳测量结果。”“它以迄今为止最高的精确度显示,由于一个‘宇宙常数’,有时也被称为‘暗能量’,宇宙膨胀似乎正在加速。”

犹他大学的宇宙学家凯尔·道森(Kyle Dawson)说:“我们对宇宙的古代历史和它最近的膨胀历史都相当了解,但在中期的110亿年存在一个令人棘手的缺口。”他领导着SDSS的研究小组,宣布了这一新的结果。“5年来,我们一直在努力填补这一空白,我们正在利用这些信息提供过去10年来宇宙学方面一些最实质性的进展。”

sds – iv于2012年发射。在某种程度上,它试图通过扩展重子振荡光谱调查(eBOSS)来捕捉宇宙历史上这个间隙的更精确的宇宙学测量结果,由此产生了新的分析结果。eBOSS是一个由100多名天体物理学家组成的国际合作组织,它的工作得到了覆盖110亿年宇宙时间的200多万个星系和类星体的详细测量结果。

该分析采用了红移测量,测量星系因宇宙膨胀而远离地球的速度,以推断它们的距离。

纽约大学物理系助理教授杰里米·廷克(Jeremy Tinker)指出:“这项最新的研究结果改变了游戏规则,因为它使用了在大规模红移调查中尚未观测到的不同类型的星系。”廷克领导了为eBOSS观测的星系和类星体的选择。“这些星系让我们能够绘制出宇宙的地图,比以往任何时候都更深入、更大。我们现在可以回到宇宙只有现在一半大小和一半年龄的时候绘制宇宙地图。”

SDSS地图显示为彩虹的颜色,位于可观测的宇宙中。地图的中心代表了目前的地球——从这里我们可以看到宇宙。图中每个彩色编码部分的插图包括了该部分的一个典型星系或类星体的图像,以及图案的信号。当我们遥望远方时,我们也在回顾过去,这意味着这些信号的位置揭示了宇宙在不同历史时期的膨胀速度。图片来源:Anand Raichoor (EPFL), Ashley Ross (Ohio State University)和SDSS合作组织

通过对宇宙大爆炸后不久产生的元素的测量以及对宇宙微波背景的分析,科学家们已经知道了宇宙在婴儿期的样子。过去几十亿年宇宙膨胀的历史也被记录了下来——星系地图和距离测量,包括SDSS之前阶段的数据。

“综合起来,对eBOSS地图的详细分析和早期的SDSS实验,现在提供了宇宙时间最广范围内最精确的膨胀历史测量数据,”eBOSS的调查科学家、滑铁卢大学的威尔·珀西瓦尔说。“这些研究让我们能够将所有这些测量数据联系到宇宙膨胀的一个完整故事中。”

最终的地图揭示了定义宇宙结构的细丝和空洞,从宇宙只有大约30万年的时候开始。根据这张地图,研究人员测量了星系分布的模式,科学家报告说,这给了我们宇宙几个关键参数,精确度超过1%。

这张地图代表了20多年来利用斯隆基金会望远镜绘制宇宙地图的共同努力。这张地图所揭示的宇宙历史表明,大约60亿年前,宇宙的膨胀开始加速,并从那时起持续地越来越快。

斯隆数字天空调查IV的资金由阿尔弗雷德·p·斯隆基金会、美国能源部科学办公室以及包括纽约大学在内的参与机构提供。更多信息,请访问SDSS网站www.sdss.org。

替代媒体联系人:
Jordan Raddick, SDSS公共信息官员
Johns Hopkins University
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James Devitt

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