指示暗能量的超空穴和超星系团

[ 录入者:zhoumeichun | 时间:2008-08-15 15:25:40 | 作者: | 来源: | 浏览:3165次 ]

原文标题:Supervoids and superclusters point to dark energy

作者:Dr. Emily Baldwin   原文来自:Astronomy Now   Posted: 2008. 7. 30

编译:Melipal   审校:Linq (编译版权所有,文章有删节,未经许可请勿转载。)

通过研究星 系 集中程度比平均值或高或低的 宇宙空间(也就是超星 系 团与超空穴),一个天文学家小组发现了暗能量存在的 直接证据。

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早期宇宙的 密度涨落在宇宙微波背景辐射中留下了烙印,揭示出了星 系 团(超星 系 团)以及空穴(超空穴),当背景辐射穿过这些结构时,就在微波波段分别产生了暗淡的 辉光与阴影。(图片提供:UH/Granett, Neyrinck, Szapudi /Millenium simulation)

暗能量是当代科学中最大的 谜团之一,不过人们认为,它产生的 作用与将星 系 吸引在一起的 引力相反,让宇宙的 膨胀加速。给人留下深刻印象的 是,夏威夷大学天文学研究所的 天文学家能够捕获到难捉模的 暗能量的 作用,这是由于它的 作用延伸到了宇宙中已知的 最大结构:超空穴(supervoids)与超星 系 团,它们是横跨5亿光年的 庞大区域,其中要么缺乏星 系 ,要么星 系 密集,成因则是早期宇宙中的 密度涨落。

小组成功的 关键是测量出了超星 系 团与超空穴给穿过其中的 微波背景留下的 微妙痕迹。但由于原初宇宙微波背景辐射(CMB)中的 涟漪(也就是大爆炸在其中留下的 微弱微波杂音)比单个超星 系 团或超空穴留下的 痕迹更强,这样的 信号非常难以探测。因此,为了提取信号,小组将现有的 星 系 数据库与CMB图象作了必将,并在斯隆数字巡天亮星 系 数据中找出的 50个最大的 超空穴与50个最大的 超星 系 团周围对邻近宇宙作了平均。与预期的 一样,如果微波穿过的 是超星 系 团,微波信号会稍微强一些,而如果穿过了超空穴,会变得弱一些。

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夏威夷大学的 天文学家比较了天空中超星 系 团(以红色圆圈表示)与超空穴(以蓝色圆圈表示)方向宇宙微波背景辐射的 强度。超星 系 团看起来与微波信号异常强(红色或橙色)的 方向吻合,而超空穴与微波信号异常弱(蓝色)的 区域相符。(图片提供:B. Granett, M. Neyrinck, I. Szapudi)

Szapudi解释说:“当微波进入超星 系 团时,它会获取一些引力能,因此振动频率会稍微快些。之后,当它离开超星 系 团时,它损失的 能量应与获得的 相同。但如果暗能量让宇宙膨胀的 速度更快的 话,在微波穿越的 5亿年间,超星 系 团结构会变平。因此,微波会保留一些进入超星 系 团时获取的 能量。”

本质上说,暗能量给予微波的 是它们路过地方的 记忆。Benjamin Granett是描述该结果的 论文的 第一作者,他说:“我们用这样的 方法第一次真正看到了超空穴与超星 系 团对过往微波的 所作所为。”论文将刊登在即将出版的 一期《天体物理学通报》杂志上。

Szapudi揭露,“我们计划,接下来研究CMB温度最低的 区域,也就是‘冷点(Cold Spot)’,确定这里是不是象最近猜测的 那样是个大型空穴。”所谓的 冷点实际上只比周围区域温度低上百万分之几度,但一些科学家认为,它可能会产生一个庞大的 空洞,中间几乎没有任何物质,尺度也许有几十亿光年。

(全文完)

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责任编辑:zhoumeichun

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