ฉันจำได้ว่าเคยเห็นภาพยนตร์ IMAX ของฮับเบิล 3-D ในปี 2010 และอ้าปากค้างเมื่อมองย้อนกลับไปจากการซูมเข้าสู่ดาวฤกษ์และกาแลคซีที่อยู่ห่างไกล ใน 3-D โครงสร้างดูเหมือน DNA helix หรือกระดูกสันหลัง
ตอนนี้โครงการใหม่ที่มีจุดมุ่งหมายในการทำแผนที่โครงสร้างของจักรวาลได้ย้อนเวลากลับไปเพื่อสร้างแผนที่สามมิติที่แสดงส่วนหนึ่งของจักรวาลตามที่ดูเมื่อเก้าพันล้านปีก่อน มันแสดงกาแลคซีจำนวนมากและน่าสนใจโครงสร้างขนาดใหญ่ของเส้นใยและช่องว่างที่สร้างขึ้นแล้วจากกลุ่มกาแลคซี
แผนที่นี้สร้างขึ้นโดยโครงการ FastSound ซึ่งเป็นการสำรวจกาแลคซีในจักรวาลโดยใช้กล้องโทรทรรศน์ไฟเบอร์ออปติกสเปกโตรกราฟ (FMOS) ใหม่ของกล้องโทรทรรศน์ซูบารุ ทีมที่ทำงานนี้มาจากมหาวิทยาลัยเกียวโตมหาวิทยาลัยโตเกียวและมหาวิทยาลัยออกซ์ฟอร์ด
ทีมกล่าวว่าแม้ว่าพวกเขาจะเห็นว่าการกระจุกของกาแลคซีนั้นไม่กลับมาแข็งแกร่งอีกต่อไปเมื่อเอกภพมีอายุ 4.7 พันล้านปีเหมือนกับที่อยู่ในจักรวาลในปัจจุบัน
แผนที่ใหม่ครอบคลุม 600 ล้านปีแสงตามทิศทางเชิงมุมและสองพันล้านปีแสงในทิศทางรัศมี ในที่สุดทีมจะสำรวจพื้นที่รวมประมาณ 30 ตารางองศาบนท้องฟ้าจากนั้นวัดระยะทางที่แม่นยำไปยังกาแลคซี 5,000 แห่งซึ่งอยู่ห่างออกไปสิบล้านล้านปีแสง
นี่ไม่ใช่แผนที่ 3 มิติแรกของจักรวาล: การสำรวจสโลนดิจิตอลสกายสร้างขึ้นในปี 2549 โดยมีระยะครอบคลุมถึงห้าพันล้านปีแสงและมีการอัปเดตเมื่อปีที่แล้วและมีการสร้างภาพวิดีโอขึ้นซึ่งคุณสามารถ ดูข้างต้น นอกจากนี้เมื่อต้นปีที่ผ่านมามหาวิทยาลัยฮาวายได้สร้างแผนที่วิดีโอสามมิติที่แสดงโครงสร้างของจักรวาลขนาดใหญ่ออกมาเป็น 300 ล้านปีแสง
แต่โครงการ FastSound หวังที่จะสร้างแผนที่สามมิติของจักรวาลที่อยู่ไกลออกไปโดยครอบคลุมปริมาณของเอกภพที่อยู่ไกลออกไปกว่าหมื่นล้านปีแสง FMOS เป็นระบบสเปกโทรสโกปีสนามกว้างที่ช่วยให้สเปคตรัมใกล้อินฟราเรดมากกว่า 100 วัตถุในแต่ละครั้งพร้อมมุมมองที่กว้างเป็นพิเศษเมื่อรวมกับพลังการรวบรวมแสงของกระจกหลัก 8.2 เมตรของกล้องโทรทรรศน์
แผนที่ที่เปิดตัวในวันนี้เป็นเพียงแผนที่แรกจาก FastSound แผนที่สามมิติสุดท้ายของจักรวาลที่อยู่ห่างไกลจะวัดการเคลื่อนที่ของกาแลคซีได้อย่างแม่นยำแล้ววัดอัตราการเติบโตของโครงสร้างขนาดใหญ่เพื่อทดสอบทฤษฎีสัมพัทธภาพทั่วไปของ Einstein
แม้ว่านักวิทยาศาสตร์จะรู้ว่าการขยายตัวของเอกภพกำลังเร่งพวกเขาไม่รู้ว่าทำไม - ไม่ว่ามันจะมาจากพลังงานมืดหรือแรงโน้มถ่วงของเกล็ดจักรวาลอาจแตกต่างจากสัมพัทธภาพทั่วไปปริศนานี้เป็นหนึ่งในคำถามที่ใหญ่ที่สุดในฟิสิกส์ร่วมสมัยและ ดาราศาสตร์. การเปรียบเทียบแผนที่ 3 มิติของจักรวาลเล็กกับการคาดคะเนสัมพัทธภาพทั่วไปในที่สุดก็สามารถเปิดเผยกลไกสำหรับการเร่งความเร็วอย่างลึกลับของจักรวาล
ทีมกล่าวว่าแผนที่ 3 มิติของพวกเขาที่แสดงในรุ่นนี้ใช้การวัดระยะทาง "comoving" มากกว่าระยะทางในการเดินทางที่เบา พวกเขาอธิบาย:
ระยะทางในการเดินทางโดยแสงหมายถึงเวลาที่ผ่านไปจากยุคของกาแลคซีที่อยู่ไกลออกไปจนถึงปัจจุบันคูณด้วยความเร็วของแสง เนื่องจากความเร็วของแสงคงที่เสมอสำหรับผู้สังเกตการณ์ใด ๆ มันจะอธิบายระยะทางของเส้นทางที่โฟตอนเดินทาง อย่างไรก็ตามการขยายตัวของจักรวาลเพิ่มความยาวของเส้นทางที่โฟตอนเดินทางในอดีต ระยะทาง Comoving ระยะทางเรขาคณิตในจักรวาลปัจจุบันคำนึงถึงผลกระทบนี้ ดังนั้นระยะทางในการเคลื่อนที่จะมากกว่าระยะทางในการเคลื่อนที่ของแสงที่สอดคล้องกันเสมอ
ในภาพนำด้านบนจาก FastSound สีของกาแลคซีระบุอัตราการก่อตัวดาวของพวกเขาคือมวลทั้งหมดของดาวที่ผลิตในกาแลคซีทุกปี การไล่สีในสีพื้นหลังแสดงถึงความหนาแน่นของกาแลคซี การกระจายตัวของมวล (ซึ่งถูกครอบงำโดยสสารมืดที่มองไม่เห็นซึ่งคิดเป็นสัดส่วนประมาณ 30% ของพลังงานทั้งหมดในจักรวาล) และมันจะเป็นอย่างไรถ้าเราเห็นมัน ส่วนล่างของรูปภาพแสดงตำแหน่งที่สัมพันธ์กันของภูมิภาค FastSound และ Sloan Digital Sky Survey (SDSS) ซึ่งระบุว่าโครงการ FastSound กำลังทำแผนที่จักรวาลที่อยู่ไกลออกไปมากกว่าแผนที่ 3 มิติของ SDSS ของจักรวาลใกล้เคียง
ที่มา: กล้องโทรทรรศน์ซูบารุ
