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天体物理学家填补了宇宙历史上的空白

导语:一个国际科学家联盟作为一个庞大的宇宙学调查计划的一部分,分析了数百万个星系和类星体,从而追溯了更连续的宇宙历史,并提供了对其扩展机制的更好理解。最新的长达6年的调查名为eBOSS,由EPFL天体物理学家Jean-Paul Kneib发起并进行了部分领导。

这是迄今为止制作的最大的3D宇宙地图。这是来自世界各地三十多个不同机构的数百名科学家二十年合作的成果,所有这些科学家都统一在“斯隆数字天空调查”(SDSS)中,并从专门用于该项目的光学望远镜收集的数据美国的新墨西哥州。

今天以二十多种科学出版物的形式发布,这种最新的夜空地图是从2014年到2020年的前所未有的,雄心勃勃的天文学调查。根据对数百万个星系和类星体的分析得出的结果,该最新调查以现有数据为基础早在1998年就填补了宇宙学历史上的某些空白,并增进了我们对宇宙膨胀的潜在机制的理解。

EPFL(洛桑联邦理工学院)直接参与了这一重要项目。SDSS的最新宇宙学调查称为“扩展的重子振荡光谱调查”(eBOSS),其中包括100多名天体物理学家,其中一些是来自EPFL的研究人员。EPFL天体物理实验室(LASTRO)的负责人Jean-Paul Kneib发起了eBOSS调查,并且是其多年的首席研究员(PI)。

“ 2012年,我启动了eBOSS项目,其想法是在整个宇宙的一生中产生最完整的宇宙3D地图,首次实现指示遥远宇宙中物质分布的天体积极形成恒星和类星体。”让·保罗·克尼布(Jean-Paul Kneib)说道。“很高兴看到今天这项工作的高潮。“

宇宙

得益于描述大爆炸后宇宙的广泛理论模型,以及对宇宙微波背景辐射(CMBR)的观察,婴儿宇宙是众所周知的。科学家们还通过超新星的距离测量和星系图,包括SDSS以前各阶段的测量,探索了近几十亿年的膨胀历史。犹他大学的宇宙学家凯尔·道森(Kyle Dawson)说:“我们既了解宇宙的古代历史,也了解其最近的扩张历史,但在110亿年中期仍存在一个令人生畏的差距。”他领导团队宣布了今天的结果。“由于进行了五年的持续观察,我们努力填补了这一空白,

“结合eBOSS地图的详细分析和早期的SDSS实验,我们现在提供了有史以来最宽广的宇宙时间范围内最准确的膨胀历史测量值,” eBOSS的调查科学家滑铁卢大学的Will Percival说。“这些研究使我们能够将所有这些量度与宇宙膨胀的完整故事联系起来。”

最终的地图显示了物质和空隙的细丝,它们更准确地定义了自宇宙诞生之初(当时只有380,000年)以来的结构。从那里开始,研究人员测量了星系分布中的重复模式,从而以高精度确定了几个关键的宇宙学参数,包括假设的暗物质的密度和宇宙中的能量。

为了进行这项调查,参与eBOSS项目的团队研究了显示宇宙质量分布的不同银河示踪剂。对于60亿年前与宇宙有关的地图部分,研究人员观察到了最古老和最红的星系。在更遥远的时代,它们专注于最年轻的星系,蓝色的。再回溯到110亿年,他们使用了类星体,星系,它们的超大质量黑洞非常发光。

扩展较慢?

该地图揭示了宇宙的历史,特别是宇宙的膨胀在某个时候开始加速,并且自那以后一直在加速。这似乎是由于暗能量的存在,这是一种不可见的元素,很自然地适合爱因斯坦的相对论,但其起源尚未被理解。

当将eBOSS观测结果与对宇宙早期的研究进行比较时,对宇宙膨胀率的估计会出现差异。目前公认的膨胀率称为“哈勃常数”,比根据距离我们最近的星系之间的距离计算得出的值慢10%。由于eBOSS数据库中数据的高精度和多样性,因此这10%的差异不太可能是随机的。

迄今为止,对于膨胀速度的不同估计之间的这些分歧,尚无公认的解释,但是,来自早期宇宙的一种仍未知的物质或能量形式可能已经在我们的历史中留下痕迹的事实是一个有趣的可能性。

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