可以计算单个原型结构增量吗?

 

宇宙中充满了数千亿个星系,但它们并没有分布在空间中。为什么我们今天在宇宙中看到了这么多的结构,它是如何形成和成长的?在智利卡耐基拉斯坎帕纳斯天文台,利用麦哲伦巴德望远镜观测银河系10年,提供了回答这一根本谜团的新方法。卡内基大学丹尼尔克尔森领导的研究结果现在发表在《皇家天文学会月刊》上。36bzi

你怎么形容这种无法形容的东西?克尔森解释说:“为了解决这个问题,采取了全新的方式。”合著者安德鲁本森(Andrew Benson)的研究策略为我们提供了新的直观见解,从宇宙初期开始,重力如何引导结构增长。这是对宇宙学的一个支柱进行的直接的、基于观测的测试。卡内基斯皮策-iMacs红色移动观测的目的是在过去的90亿年里研究星系增长与周围环境的关系,定义了当时现代星系的外观。rne4a

图标:紫色表示低密度区域,红色表示高密度区域。时光倒流,发现密度波动(最右边的紫色和蓝色)创造了宇宙的早期结构,这与大爆炸余辉所知道的古代宇宙一致。这被称为宇宙微波背景(最右侧的黄色和绿色),研究测量了近10万个星系的距离和质量,得到了可以追溯到宇宙45亿岁的结果。28int

第一个星系是在大爆炸数亿年后形成的,大爆炸开始的时候,宇宙是由很高的能量粒子组成的热汤。当这种物质从原始爆炸向外膨胀时,它冷却,粒子聚合成中性氢。有些“斑块”比其他“斑块”密度大,最终引力克服了宇宙向外膨胀的轨迹,物质向内坍塌,形成宇宙的第一个结构。由于密度差异,一些地区可以形成大大小小的结构,但其他地方不能形成,这一直是一个吸引人的话题。rve94

但是到目前为止,天文学家们面临着宇宙结构在过去130亿年里如何增长的数学极限。宇宙中所有粒子之间发生的重力相互作用太复杂,不能用简单的数学解释。因此,天文学家使用数学近似值(破坏模型的准确性)或使用大型计算机模拟对星系之间的所有交互进行数字建模,但不是所有粒子之间发生的所有交互。这被认为太复杂了,因此研究的核心目标之一是统计在遥远星系中发现的恒星质量。第一次证明eo0nu

然后利用这些信息开发出了解宇宙结构如何形成的新方法。研究组根据卡内基的路易斯阿伯兰森、香农帕特尔、斯蒂芬谢克曼、艾伦德雷克斯勒、帕特里克麦卡锡、约翰s马尔克和伍伯技术公司的里克研究,密度越高,肿块的增长越快,密度越低,肿块的增长越慢。0r0zy

然后研究人员可以反方向工作,确定密度波动的原始分布和增长率,这最终将是决定我们今天看到的星系分布的大规模结构。本质上,研究提供了简单准确的描述。密度波动解释了为什么在真实的宇宙中成长,并在计算基础的研究中支持了我们对宇宙童年的理解。克尔森博博博说:“那么简单优雅。”如果没有在拉斯坎帕纳斯安排很多观察之夜,这些发现是不可能的。c1zbt

天文台队长约翰马尔扎表示,许多机构没有能力独自承担这种规模的项目,但多亏了我们麦哲伦望远镜,我们才能进行这项观测研究,并创造了回答经典问题的新颖方法。(莎士比亚、温斯顿、书)(Northern Exposure(TV)、kelson也表示,毫无疑问,这个项目需要卡内基这样的机构资源,但如果没有从基特峰和塞罗获得的大量额外红外视频,这项研究也是不可能的。这两个地方都是NSF国家光学-红外天文研究所的一部分。

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