Τρισδιάστατος χάρτης του σύμπαντος που εκτείνεται σε 11 δισεκατομμύρια χρόνια

Στον απίθανο κόσμο της αστροφυσικής, οι επιστήμονες παίζουν τον ρόλο των κοσμικών καλλιτεχνών, με τον τελευταίο τους 'πίνακα' να είναι ένας τρισδιάστατος χάρτης του σύμπαντος που καλύπτει 11 δισεκατομμύρια χρόνια! Φανταστείτε τον χάρτη αυτόν ως τον πιο εξελιγμένο χρονοναυτικό οδηγό, που αποκαλύπτει όχι μόνο τις γαλαξιακές 'στάσεις' αλλά και τις 'διαδρομές' της σκοτεινής ενέργειας. Και ενώ οι περισσότεροι από εμάς δυσκολευόμαστε να βρούμε τον δρόμο μας σε έναν νέο προορισμό χωρίς GPS, αυτοί οι επιστήμονες καταφέρνουν να χαρτογραφήσουν το σύμπαν με ακρίβεια που ξεπερνά το 0,5%. Αν αυτό δεν είναι εντυπωσιακό, τότε ποιος ξέρει τι είναι; Και να σκεφτεί κανείς, ότι όλα αυτά ξεκίνησαν με την Μεγάλη Έκρηξη - το πιο εντυπωσιακό 'big bang' που δεν άκουσε ποτέ κανείς!

Ο τρισδιάστατος χάρτης του σύμπαντος αποκάλυψε περισσότερα από όσα θα περίμενε κανείς από μια απλή 'περιήγηση' στα αστέρια. Πρώτον, έδειξε ότι η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να μην είναι τόσο σταθερή όσο πιστεύαμε, πράγμα που σημαίνει ότι οι κοσμικές 'προβλέψεις' μας ίσως χρειάζονται μια μικρή... ανανέωση. Επιπλέον, ο χάρτης περιέχει τρεις φορές περισσότερους γαλαξίες από τις προηγούμενες προσπάθειες, κάτι που μας κάνει να αναρωτιόμαστε αν οι γαλαξίες κάνουν πάρτι χωρίς εμάς. Και το καλύτερο; Ο χάρτης αποκάλυψε νήματα ύλης και κενά που ορίζουν τη δομή του σύμπαντος από την αρχή του, όταν ήταν μόλις 380.000 ετών, πράγμα που μας δίνει μια εικόνα του σύμπαντος που είναι πιο λεπτομερής από τον καλύτερο κοσμικό οδηγό ταξιδιού.

Η σκοτεινή ενέργεια, αυτή η μυστηριώδης κοσμική δύναμη που κάνει το σύμπαν να διαστέλλεται σαν το φουσκωτό στο πάρτι του γαλαξία, είναι η κοσμολογική απάντηση στο "Πώς μεγαλώνει το σύμπαν;". Σκεφτείτε την ως την αόρατη ενέργεια που γεμίζει το διάστημα, παίζοντας το ρόλο της αντι-βαρύτητας, και προκαλώντας τα αστέρια να απομακρύνονται το ένα από τον άλλο σαν να είναι σε μια κοσμική πασαρέλα. Και ενώ οι επιστήμονες ακόμα δεν έχουν καταφέρει να την 'πιάσουν' για να την μελετήσουν από κοντά, έχουν καταφέρει να μετρήσουν τις επιπτώσεις της στη διαστολή του σύμπαντος με ακρίβεια που ξεπερνά το 0,5%. Αυτό το κοσμικό μυστήριο είναι σαν τον άγνωστο θείο στην οικογενειακή συνάντηση: όλοι ξέρουν ότι υπάρχει, αλλά κανείς δεν έχει ιδέα ποιος είναι! Και το καλύτερο; Η σκοτεινή ενέργεια μπορεί να αλλάζει με τον καιρό, προσφέροντας μια κοσμική πλοκή αντάξια επεισοδίου του 'Δρ. Who'.

Οι επιστήμονες μελετούν τη σκοτεινή ενέργεια σαν κοσμικοί ντετέκτιβ, που αναζητούν τα ίχνη της πιο αποφευκτικής 'ύποπτης' στο σύμπαν. Χρησιμοποιούν τα πάντα, από τον δορυφόρο Cosmic Background Explorer (COBE) για να εντοπίσουν τις θερμοκρασιακές διακυμάνσεις στο κοσμικό υπόβαθρο μικροκυμάτων, μέχρι το διαστημικό παρατηρητήριο Planck για να κατανοήσουν την ενέργεια κενού. Ακόμα και τα πειράματα με ανιχνευτές σε μπαλόνια, όπως το BOOMERanG, βοηθούν στη μέτρηση της κυρτότητας του σύμπαντος. Και φυσικά, δεν πρέπει να ξεχνάμε τις προσεκτικές μετρήσεις του ρυθμού διαστολής από το Hubble, που επιβεβαιώνουν το έλλειμμα της ύλης. Είναι σαν να προσπαθούν να λύσουν έναν γιγάντιο κοσμικό γρίφο, όπου κάθε μικρή ανακάλυψη φέρνει πιο κοντά την απάντηση στο μεγάλο ερώτημα: 'Τι είναι η σκοτεινή ενέργεια;'. Και αν και η σκοτεινή ενέργεια παραμένει ένα από τα μεγαλύτερα μυστήρια, οι επιστήμονες δεν πτοούνται. Με κάθε νέα μέτρηση και παρατήρηση, είναι ένα βήμα πιο κοντά στο να κατανοήσουν την αόρατη δύναμη που διαμορφώνει το σύμπαν μας. Και ποιος ξέρει; Ίσως κάποια μέρα, η σκοτεινή ενέργεια να μην είναι πια τόσο σκοτεινή.

Αχ, η κυρτότητα του σύμπαντος! Είναι σαν την προσωπικότητα ενός καλλιτέχνη: πολύπλοκη, δύσκολη να κατανοηθεί, και αναμφίβολα μοναδική. Στην ουσία, η κυρτότητα αναφέρεται στο σχήμα του σύμπαντος σε μεγάλη κλίμακα. Οι επιστήμονες χρησιμοποιούν τη Γενική Σχετικότητα και παρατηρήσεις από το διάστημα για να καταλήξουν σε συμπεράσματα για την κυρτότητα του σύμπαντος. Και αν και μπορεί να μην έχουμε ακόμα μια ξεκάθαρη εικόνα, ένα είναι σίγουρο: το σύμπαν δεν είναι τόσο απλό όσο φαίνεται στις φωτογραφίες του Instagram.

Μετρώντας την κυρτότητα του σύμπαντος, οι αστρονόμοι κάνουν κάτι σαν τον Κολόμβο να ψάχνει για την Ινδία, αλλά αντί για πυξίδα χρησιμοποιούν τον νόμο του Hubble και την κοσμική ακτινοβολία υποβάθρου. Φανταστείτε το σύμπαν σαν ένα μεγάλο μπαλόνι που κάποιος φουσκώνει - αν είναι επίπεδο, τότε θα μοιάζει με μια τεράστια πίτσα στο διάστημα. Αν είναι κλειστό, τότε είναι σαν μια τεράστια σφαίρα που μπορεί να παίξει μπάλα με τους γαλαξίες. Και αν είναι ανοιχτό, τότε είναι σαν ένα ατέλειωτο σουβλάκι χωρίς τέλος. Οι επιστήμονες λοιπόν, χρησιμοποιούν τις παρατηρήσεις αυτές για να καταλήξουν σε συμπεράσματα για το αν το σύμπαν έχει περισσότερες ομοιότητες με την πίτσα, την μπάλα ή το σουβλάκι. Και αν και ακούγεται σαν το μενού ενός διαστημικού εστιατορίου, η αλήθεια είναι ότι αυτές οι μετρήσεις βοηθούν τους επιστήμονες να κατανοήσουν το πώς το σύμπαν διαστέλλεται και πώς θα μπορούσε να εξελιχθεί στο μέλλον. Και όπως κάθε καλός σεφ θα σας πει, το μυστικό είναι πάντα στη σωστή μέτρηση!

Ο νόμος του Hubble είναι σαν την κοσμική εκδοχή του "όσο πιο μακριά πας, τόσο πιο μικροί φαίνονται οι άνθρωποι". Αντί για ανθρώπους όμως, έχουμε γαλαξίες, και αντί για μικροί, αυτοί απομακρύνονται με ταχύτητες που είναι ανάλογες της απόστασής τους από τη Γη. Στην ουσία, ο Έντγουιν Χαμπλ παρατήρησε ότι οι γαλαξίες που είναι διπλάσια απόσταση από εμάς, κινούνται διπλάσια γρήγορα - κάτι σαν τον κοσμικό δίδυμο αδερφό του νόμου του Doppler. Και όπως κάθε καλός νόμος που σέβεται τον εαυτό του, έχει και μια σταθερά, τη σταθερά του Hubble, που είναι σαν τον κοσμικό ρυθμιστή ταχύτητας - μόνο που αντί για πρόστιμα, μας δίνει την ταχύτητα απομάκρυνσης των γαλαξιών. Και αν αναρωτιέστε, "Μα καλά, πώς το μέτρησε αυτό;", ο Χαμπλ χρησιμοποίησε τη μετατόπιση προς το ερυθρό, που είναι σαν το κοσμικό κραγιόν που φοράνε οι γαλαξίες όταν απομακρύνονται. Στο τέλος της ημέρας, ο νόμος του Hubble μας λέει ότι το σύμπαν διαστέλλεται, και αυτό είναι σαν να λέμε ότι η 
κοσμική πίτσα γίνεται όλο και πιο μεγάλη - μόνο που δεν θα βρείτε τυρί και πεπερόνι σε αυτήν.
============
Οι επιστήμονες δημιούργησαν έναν τρισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος που εκτείνεται σε 11 δισεκατομμύρια χρόνια
22.04.2024
Μια διεθνής ομάδα ερευνητών δημιούργησε τον πρώτο τρισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος, παρέχοντας την πιο λεπτομερή εικόνα του κόσμου μέχρι σήμερα. Αυτός ο χάρτης καλύπτει 11 δισεκατομμύρια χρόνια της ιστορίας του σύμπαντος και αποκαλύπτει νέες λεπτομέρειες σχετικά με την επέκτασή του.

φωτο--Οι επιστήμονες δημιούργησαν έναν τρισδιάστατο χάρτη του σύμπαντος που εκτείνεται σε 11 δισεκατομμύρια χρόνια. η Γη βρίσκεται στο κέντρο του χάρτη

Το Ινστιτούτο περιμέτρου [Perimeter Institute] και το Πανεπιστήμιο του Βατερλού [Waterloo] στον Καναδά πρωτοστάτησαν σε αυτή την πρωτοβουλία σε συνεργασία με περισσότερα από 70 ακαδημαϊκά ιδρύματα σε όλο τον κόσμο. Χρησιμοποιώντας το Φασματοσκοπικό όργανο σκοτεινής ενέργειας (DESI), η ομάδα συνέλεξε δεδομένα για εκατομμύρια γαλαξίες, δημιουργώντας έναν χάρτη που εμφανίζει τη θέση και την απόσταση τους από τη γη.

"Παρατηρούμε το φάσμα του φωτός από τους γαλαξίες και το χρησιμοποιούμε για να μετρήσουμε την απόσταση από αυτούς", εξήγησε ο Alex Krolevsky, μεταπτυχιακός φοιτητής στο Πανεπιστήμιο του Waterloo. "Διαπιστώσαμε ότι ορισμένοι γαλαξίες είναι πιο μακριά ή πιο κοντά από τα προηγούμενα μοντέλα που προτάθηκαν, γεγονός που μας δίνει νέες πληροφορίες για τη σκοτεινή ενέργεια".

Ο χάρτης παρέχει τις πιο ακριβείς μετρήσεις της επέκτασης [διαστολής] του σύμπαντος μέχρι σήμερα. Χαρτογραφεί περίπου πέντε εκατομμύρια γαλαξίες με πρωτοφανή ακρίβεια και ανάλυση.

"Αυτή είναι η πρώτη χρονιά δεδομένων από το DESI και μόλις αρχίζουμε να καταλαβαίνουμε πόσο σημαντικό θα είναι για την Κοσμολογία", δήλωσε ο μεταπτυχιακός φοιτητής Enrique Payas από το Πανεπιστήμιο του Waterloo.

Το DESI ρίχνει επίσης φως στο μυστήριο της σκοτεινής ενέργειας, η οποία επιταχύνει την επέκταση [διαστολή] του σύμπαντος. Η ομάδα DESI, με επικεφαλής το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley, υπολόγισε τη συνδυασμένη μάζα τριών τύπων σωματιδίων νετρίνων με πρωτοφανή ακρίβεια.

"Βρήκαμε αδιάψευστα στοιχεία ότι το σύμπαν επεκτείνεται με επιτάχυνση"  [διαστέλλεται με επιταχυνόμενο ρυθμό], δήλωσε ο Will Percival, διευθυντής του Κέντρου Αστροφυσικής του Waterloo. "Μετρώντας τα δεδομένα DESI, αποκτούμε μια βαθύτερη κατανόηση της φύσης της 
σκοτεινής ενέργειας".
Αυτή η ανακάλυψη παρέχει στους επιστήμονες την ευκαιρία να μελετήσουν την ιστορία και την εξέλιξη του σύμπαντος, καθώς και να ξεδιπλώσουν τα Μυστήρια της σκοτεινής ενέργειας και άλλα Μυστήρια του κόσμου μας.
==================

Οι επιστήμονες δημιουργούν τον μεγαλύτερο χάρτη του σύμπαντος
19 Ιανουαρίου, 2022
Ο διαστημικός [κοσμικός] Άτλας, ο οποίος περιλαμβάνει ήδη περισσότερους από 7,5 εκατομμύρια γαλαξίες, παρουσιάστηκε από μια διεθνή επιστημονική ομάδα με επικεφαλής το Εθνικό Εργαστήριο Lawrence Berkeley.

Χρησιμοποιώντας το φασματοσκοπικό όργανο DESI που βρίσκεται στο Εθνικό Αστεροσκοπείο Kitt Peak (Αριζόνα), οι αστροφυσικοί δημιούργησαν μέρος του πιο λεπτομερούς 3D χάρτη του σύμπαντος σε επτά μήνες. Σύμφωνα με τους ερευνητές, μόνο το 10% του τρόπου έχει ολοκληρωθεί και όταν ολοκληρωθεί ο τρισδιάστατος χάρτης, η ανθρωπότητα θα είναι σε θέση να πάρει μια καλύτερη ιδέα για το παρελθόν και το μέλλον του σύμπαντος, καθώς και να αποκαλύψει τα μυστικά των ισχυρών πηγών φωτός και να πάρει περισσότερες πληροφορίες σχετικά με την επίδραση της σκοτεινής ενέργειας στην επέκταση [διαστολή] του σύμπαντος.

Ο χάρτης δημιουργείται με βάση δεδομένα από ένα ισχυρό αστρονομικό όργανο που ονομάζεται DESI (Dark Energy Spectroscopic Instrument) εγκατεστημένο στο τετραμετρικό τηλεσκόπιο Mayall του Παρατηρητηρίου Kitt Peak.

Φωτογραφία: μέρος των θόλων του Παρατηρητηρίου Kitt Peak. Πηγή: Βικιπαίδεια.

Η συσκευή, τοποθετημένη στην κορυφή του τηλεσκοπίου, έχει σχεδιαστεί για τη διεξαγωγή φασματογραφικής Αστρονομικής έρευνας. Με τη βοήθειά του, οι επιστήμονες λαμβάνουν δεδομένα για 100.000 γαλαξίες κάθε μέρα. Διαχωρίζοντας το φως από κάθε γαλαξία σε ένα φάσμα χρωμάτων, το DESI είναι σε θέση να μετρήσει πόσο μακριά είναι ο γαλαξίας από τη Γη – όσο πιο έντονα το μήκος κύματος μετατοπίζεται στο κόκκινο άκρο του φάσματος, τόσο πιο μακριά είναι ο γαλαξίας από εμάς. Οι ερευνητές σημειώνουν ότι με έναν τρισδιάστατο χάρτη του κόσμου στο χέρι, οι αστρονόμοι θα είναι σε θέση να καταγράψουν συστάδες και υπερσμήνη γαλαξιών–δομές "που φέρουν το αποτύπωμα του αρχικού σχηματισμού τους όταν ήταν απλώς κυματισμοί στον στοιχειώδη κόσμο". Προβλέπεται ότι τελικά ο διαστημικός Άτλας θα καλύψει το κοντινό σύμπαν σε απόσταση έως και 11 δισεκατομμυρίων ετών φωτός και μέχρι το τέλος του 2026, ο κατάλογος DESI θα περιλαμβάνει περισσότερους από 35 εκατομμύρια γαλαξίες.

Ένας τρισδιάστατος χάρτης υπολογιστή του σύμπαντος που αποκτήθηκε χρησιμοποιώντας τη συσκευή DESI. η γη βρίσκεται στην κάτω αριστερή γωνία. Κάθε σημείο αντιπροσωπεύει έναν γαλαξία που αποτελείται από τρισεκατομμύρια αστέρια.
Η βαρύτητα έχει συσσωρεύσει τους γαλαξίες σε δομές που ονομάζονται «κοσμικός ιστός», με πυκνά σμήνη, νήματα και κενά.
https://www.youtube.com/watch?v=TS9zVhIGuCI