科學人雜誌
天文物理

宇宙藍圖有新譜

2021-07-01 道森(Kyle Dawson)、普瑟渥爾(Will Percival )
耗時20年繪製的宇宙三維圖涵蓋數百萬個星系,並說明 110億年來的空間膨脹過程,將有助於解答大尺度結構、暗能量這類關於整個宇宙的最大謎團。

重點提要

  1. 星系三維分佈圖有助於天文學家了解星系的位置、宇宙的幾何形狀和空間的膨脹過程等關鍵訊息,以描述詳細的宇宙歷史。
  2. 史隆數位巡天計畫於2000年展開,耗費了20年觀測1/3的天區,記錄400多萬個星系位置,並蒐集200萬個星系的光譜資料。
  3. 這幅全新的宇宙圖涵蓋了宇宙大部份歷史,展示110億年來的空間膨脹過程,有助於理解暗能量本質,以及主導宇宙演變的基本規律。
正如知名科幻作家亞當斯(Douglas Adams)在《銀河便車指南》(The Hitchhiker's Guide to the Galaxy)中寫道:「太空很大……非常遼闊,廣袤無垠,大得超乎你想像。」我們兩人和許多天文學家都致力於在最大的尺度範圍內繪製宇宙全圖,希望能藉此理解宇宙的大小與其運作方式。我們所繪製的宇宙圖對研究驅動宇宙歷史的物理學至關重要。2020年7月時,我們兩人所參與的「史隆數位巡天」(Sloan Digital Sky Survey)計畫,耗時20年製作出有史以來最大的宇宙物質分佈圖,納入我們的周遭環境、空間最遠的盡頭,以及介於其間的一切事物。這幅三維圖展現了400多萬個星系的位置,它們有如路標般坐落在數十億光年的範圍內,可一直回溯至宇宙誕生的最早期年代。這幅宇宙圖顯示星系並非隨機散佈於空間之中,而是以某種模式聚集在一起:由星系組成的長絲狀與二維片狀構造,分佈在某些區域裡;其他區塊則由只含少量星系的黝黑空洞(void)所佔據。科學家相信這些模式早已形成於星系誕生前,在大霹靂後不到10億年就開始增長。藉由盡可能繪製涵蓋最多歷史的宇宙圖,得以記錄這些模式的增長過程,...

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