Giới thiệu
Các cụm gồm hàng trăm hoặc hàng nghìn thiên hà nằm ở giao điểm của các sợi vật chất khổng lồ, đan chéo tạo thành tấm thảm của vũ trụ. Khi trọng lực kéo mọi thứ trong mỗi cụm thiên hà về phía trung tâm của nó, khí lấp đầy không gian giữa các thiên hà bị nén lại, khiến nó nóng lên và phát sáng dưới dạng tia X.
Kính thiên văn tia X eRosita, được đưa vào vũ trụ vào năm 2019, đã mất hơn hai năm để thu thập các tia sáng năng lượng cao từ khắp bầu trời. Dữ liệu đã cho phép các nhà khoa học lập bản đồ vị trí và kích thước của hàng nghìn cụm thiên hà, XNUMX/XNUMX trong số đó trước đây chưa được biết đến. TRONG một đống giấy tờ đăng trực tuyến vào ngày 14 tháng XNUMX sẽ xuất hiện trên tạp chí Thiên văn học & Vật lý thiên văn, các nhà khoa học đã sử dụng danh mục các cụm ban đầu của họ để cân nhắc một số câu hỏi lớn của vũ trụ học.
Kết quả bao gồm những ước tính mới về độ vón cục của vũ trụ - một đặc điểm được thảo luận nhiều về muộn, như các phép đo khác gần đây cho thấy nó trơn tru một cách bất ngờ - và có khối lượng các hạt ma quái gọi là neutrino và một tính chất quan trọng của năng lượng tối, năng lượng đẩy bí ẩn đang tăng tốc độ giãn nở của vũ trụ.
Mô hình vũ trụ thống trị của các nhà vũ trụ học xác định năng lượng tối là năng lượng của chính không gian và chốt nó ở mức 70% thành phần của vũ trụ. Hơn một phần tư vũ trụ là vật chất tối vô hình và 5% là vật chất thông thường và bức xạ. Tất cả đều đang phát triển dưới tác dụng của trọng lực. Nhưng một số quan sát từ thập kỷ trước đã thách thức “mô hình tiêu chuẩn” này của vũ trụ học, làm tăng khả năng mô hình này thiếu các thành phần hoặc hiệu ứng có thể mở ra một sự hiểu biết sâu sắc hơn.
Ngược lại, các quan sát của eRosita củng cố bức tranh hiện có về mọi mặt. “Đó là một sự xác nhận đáng chú ý về mô hình tiêu chuẩn,” nói Thợ săn rồng, một nhà vũ trụ học tại Đại học Michigan, người không tham gia vào công việc này.
Tia X vào vũ trụ
Sau Vụ nổ lớn, những biến đổi mật độ tinh tế trong vũ trụ mới hình thành dần dần trở nên rõ ràng hơn khi các hạt vật chất kết dính vào nhau. Những khối dày đặc hơn kéo theo nhiều vật chất hơn và ngày càng lớn hơn. Ngày nay, các cụm thiên hà là cấu trúc liên kết hấp dẫn lớn nhất trong vũ trụ. Việc xác định kích thước và sự phân bố của chúng cho phép các nhà vũ trụ học kiểm tra mô hình của họ về cách vũ trụ phát triển.
Để tìm ra các cụm, nhóm eRosita đã đào tạo một thuật toán máy tính để tìm kiếm các nguồn tia X “thực sự mịn” thay vì các vật thể dạng điểm, cho biết Esra Bulbul của Viện Vật lý Ngoài Trái đất Max Planck ở Garching, Đức, người đứng đầu các quan sát cụm của eRosita. Cô cho biết, họ đã rút gọn danh sách các ứng cử viên thành một “mẫu cực kỳ tinh khiết” gồm 5,259 cụm thiên hà, trong số gần 1 triệu nguồn tia X mà kính viễn vọng đã phát hiện được.
Sau đó họ phải tính xem những cụm này nặng bao nhiêu. Các vật thể có khối lượng lớn làm cong kết cấu của không-thời gian, thay đổi hướng ánh sáng truyền qua và làm cho nguồn ánh sáng có vẻ bị bóp méo – một hiện tượng gọi là thấu kính hấp dẫn. Các nhà khoa học eRosita có thể tính toán khối lượng của một số trong số 5,259 cụm của chúng dựa trên thấu kính của các thiên hà xa hơn nằm phía sau chúng. Mặc dù chỉ một phần ba trong số các cụm của chúng đã biết các thiên hà nền được xếp theo cách này, nhưng các nhà khoa học phát hiện ra rằng khối lượng của cụm có mối tương quan chặt chẽ với độ sáng của tia X của chúng. Do mối tương quan chặt chẽ này, họ có thể sử dụng độ sáng để ước tính khối lượng của các cụm còn lại.
Sau đó, họ đưa thông tin đại chúng vào các mô phỏng máy tính về vũ trụ đang phát triển để suy ra giá trị của các thông số vũ trụ.
Đo độ vón cục
Một số đáng quan tâm là “yếu tố vón cục” của vũ trụ, S8. An S8 giá trị bằng 0 sẽ đại diện cho một khoảng không vũ trụ rộng lớn, giống như một đồng bằng bằng phẳng không có một tảng đá nào trong tầm mắt. MỘT S8 giá trị gần 1 tương ứng với những ngọn núi dốc thấp thoáng trên các thung lũng sâu. Các nhà khoa học đã ước tính S8 dựa trên các phép đo nền vi sóng vũ trụ (CMB) - ánh sáng cổ xưa đến từ vũ trụ sơ khai. Ngoại suy từ những biến đổi mật độ ban đầu của vũ trụ, các nhà nghiên cứu kỳ vọng dòng điện S8 giá trị là 0.83.
Nhưng nghiên cứu gần đây nhìn vào các thiên hà ngày nay có giá trị đo được thấp hơn từ 8% đến 10%, ngụ ý rằng vũ trụ phẳng lặng đến không ngờ. Sự khác biệt đó đã khiến các nhà vũ trụ học tò mò, có khả năng chỉ ra những vết nứt trong mô hình vũ trụ tiêu chuẩn.
Giới thiệu
Tuy nhiên, nhóm eRosita không tìm thấy sự khác biệt nào như vậy. “Kết quả của chúng tôi về cơ bản phù hợp với dự đoán từ rất sớm của CMB,” cho biết Vittorio Ghirardini, người dẫn đầu cuộc phân tích. Ông và các đồng nghiệp đã tính toán S8 của 0.85.
Ghirardini cho biết, một số thành viên trong nhóm đã thất vọng vì việc gợi ý về các thành phần còn thiếu là một triển vọng thú vị hơn so với việc phù hợp với lý thuyết đã biết.
Những S8 giá trị cao hơn một chút so với ước tính của CMB có thể sẽ kích hoạt nhiều phân tích hơn từ các nhóm khác, cho biết Gerrit Schellenberger, một nhà vật lý thiên văn nghiên cứu các cụm thiên hà tại Trung tâm Vật lý thiên văn Harvard-Smithsonian. “Tôi tin rằng đây có lẽ không phải là bài báo cuối cùng chúng ta thấy về chủ đề đó.”
Cân neutrino
Số lượng neutrino hình thành trong vũ trụ sơ khai – gần bằng số photon (hạt ánh sáng), cho biết Người tình Marilena, một nhà vũ trụ học tại Đại học Washington. Nhưng các nhà vật lý biết rằng neutrino, không giống như photon, phải có khối lượng nhỏ vì cách chúng dao động giữa ba loại. Các hạt không thu được khối lượng thông qua cơ chế giống như các hạt cơ bản khác, vì vậy khối lượng của chúng là một bí ẩn được nghiên cứu nhiều. Và câu hỏi đầu tiên là chúng thực sự lớn đến mức nào.
Các nhà vũ trụ học có thể ước tính khối lượng neutrino bằng cách nghiên cứu tác động của chúng lên cấu trúc của vũ trụ. Neutrino chuyển động xung quanh với tốc độ gần bằng tốc độ ánh sáng và xuyên qua vật chất khác thay vì lao thẳng vào nó. Vì vậy, sự hiện diện của họ trong vũ trụ đã làm giảm đi tính kết khối của nó. Loverde nói: “Bạn càng đặt nhiều khối lượng lên neutrino thì khối lượng càng mịn trên những quy mô [lớn] đó”.
Kết hợp các phép đo cụm thiên hà của họ với các phép đo CMB, đội eRosita ước tính tổng khối lượng của ba loại neutrino không lớn hơn 0.11 electron volt (eV), hay nhỏ hơn một phần triệu khối lượng của một electron. Các thí nghiệm neutrino khác có thiết lập giới hạn dưới, chứng tỏ rằng ba khối lượng neutrino phải cộng lại ít nhất bằng 0.06 eV (đối với một bậc có thể có của ba giá trị khối lượng) hoặc 0.1 eV (đối với bậc đảo ngược). Khi khoảng cách giữa giới hạn trên và giới hạn dưới thu hẹp lại, các nhà khoa học đang tiến gần hơn đến việc xác định chính xác giá trị của khối lượng neutrino. “Chúng tôi thực sự đang trên đà tạo ra bước đột phá,” Bulbul nói. Trong các lần công bố dữ liệu tiếp theo, nhóm eRosita có thể đẩy giới hạn trên xuống đủ để loại trừ các mô hình khối lượng neutrino đảo ngược.
Thận trọng được bảo hành. Bất kỳ hạt nhẹ, nhanh nào khác có thể tồn tại - chẳng hạn như trục, các hạt giả thuyết được đề xuất làm ứng cử viên cho vật chất tối - sẽ có tác động tương tự lên sự hình thành cấu trúc. Và họ sẽ gây ra sai số trong phép đo khối lượng neutrino.
Theo dõi năng lượng tối
Các phép đo của cụm thiên hà có thể tiết lộ không chỉ các cấu trúc phát triển như thế nào mà còn tiết lộ sự phát triển của chúng bị cản trở bởi năng lượng tối như thế nào – lớp men mỏng của năng lượng đẩy tràn vào không gian, làm tăng tốc độ giãn nở của không gian và từ đó tách rời vật chất.
Nếu năng lượng tối là năng lượng của chính không gian, như mô hình chuẩn của vũ trụ học giả định, thì nó sẽ có mật độ không đổi trong không gian và thời gian (đó là lý do tại sao đôi khi nó được gọi là hằng số vũ trụ). Nhưng nếu mật độ của nó giảm dần theo thời gian thì đó hoàn toàn là một vấn đề khác. Sebastian Grandis, thành viên nhóm eRosita tại Đại học Innsbruck ở Áo, cho biết: “Đó là câu hỏi lớn nhất mà vũ trụ học đặt ra.
Từ bản đồ hàng nghìn cụm của họ, các nhà nghiên cứu phát hiện ra rằng năng lượng tối phù hợp với đặc tính của hằng số vũ trụ, mặc dù phép đo của họ có sai số 10%, do đó, mật độ năng lượng tối thay đổi rất ít vẫn có thể xảy ra.
Ban đầu, eRosita, đặt trên tàu vũ trụ của Nga, dự định thực hiện 2022 cuộc khảo sát toàn bầu trời, nhưng vào tháng XNUMX năm XNUMX, vài tuần sau khi kính viễn vọng bắt đầu cuộc khảo sát thứ năm, Nga đã xâm chiếm Ukraine. Đáp lại, phía Đức hợp tác, vận hành và điều hành eRosita, đã đặt kính thiên văn ở chế độ an toàn, ngừng mọi quan sát khoa học.
Những bài báo ban đầu này chỉ lấy dữ liệu từ sáu tháng đầu tiên. Nhóm người Đức hy vọng sẽ tìm thấy số lượng cụm thiên hà nhiều gấp bốn lần trong 1.5 năm quan sát bổ sung, điều này sẽ cho phép xác định chính xác tất cả các thông số vũ trụ này với độ chính xác cao hơn. “Vũ trụ học cụm có thể là thăm dò vũ trụ nhạy cảm nhất ngoài CMB,” cho biết Anja von der Linden, một nhà vật lý thiên văn tại Đại học Stony Brook.
Kết quả ban đầu của họ chứng minh sức mạnh của một nguồn thông tin tương đối chưa được khai thác. Grandis nói: “Chúng tôi là một đứa trẻ mới vào nghề.
- Phân phối nội dung và PR được hỗ trợ bởi SEO. Được khuếch đại ngay hôm nay.
- PlatoData.Network Vertical Generative Ai. Trao quyền cho chính mình. Truy cập Tại đây.
- PlatoAiStream. Thông minh Web3. Kiến thức khuếch đại. Truy cập Tại đây.
- Trung tâmESG. Than đá, công nghệ sạch, Năng lượng, Môi trường Hệ mặt trời, Quản lý chất thải. Truy cập Tại đây.
- PlatoSức khỏe. Tình báo thử nghiệm lâm sàng và công nghệ sinh học. Truy cập Tại đây.
- nguồn: https://www.quantamagazine.org/fresh-x-rays-reveal-a-universe-as-clumpy-as-cosmology-predicts-20240304/
- : có
- :là
- :không phải
- ][P
- $ LÊN
- 06
- 1
- 11
- 14
- 2019
- 2022
- 7
- a
- Giới thiệu
- tăng tốc
- chính xác
- có được
- thực sự
- thêm vào
- thêm vào
- Sau
- dòng chảy
- thuật toán
- Tất cả
- cho phép
- cho phép
- Ngoài ra
- Mặc dù
- an
- phân tích
- Xưa
- và
- bất kì
- xuất hiện
- LÀ
- xung quanh
- AS
- giả định
- At
- Áo
- lý lịch
- dựa
- Về cơ bản
- BE
- đã trở thành
- bởi vì
- bắt đầu
- sau
- Tin
- giữa
- lớn
- Big Bang
- lớn nhất
- Chặn
- tăng cường
- Giới hạn
- giới hạn
- bước đột phá
- bờ vực
- nhưng
- by
- tính toán
- tính
- gọi là
- CAN
- ứng cử viên
- Danh mục hàng
- gây ra
- Trung tâm
- cfa
- thay đổi
- đặc trưng
- gần gũi hơn
- cụm
- hợp tác
- đồng nghiệp
- Thu
- đến
- máy tính
- Tiến hành
- xác nhận
- không thay đổi
- nội dung
- Ngược lại
- Tương quan
- tương ứng
- vủ trụ luận
- Vu trụ
- có thể
- Current
- tối
- Vật chất tối
- dữ liệu
- thập kỷ
- sâu
- sâu sắc hơn
- thách thức
- chứng minh
- phát hiện
- xác định
- hướng
- thất vọng
- sự khác biệt
- khoảng cách
- xa xôi
- phân phối
- dont
- xuống
- vẽ tranh
- Rơi
- mỗi
- Đầu
- Vũ trụ sơ khai
- hiệu ứng
- tám
- khác
- năng lượng
- đủ
- hoàn toàn
- lỗi
- ước tính
- ước tính
- dự toán
- EV
- tất cả mọi thứ
- phát triển
- phát triển
- thú vị
- tồn tại
- hiện tại
- mở rộng
- mong đợi
- kỳ vọng
- thí nghiệm
- vải
- Tháng Hai
- Fed
- Hình
- điền
- Tìm kiếm
- Tên
- bằng phẳng
- Trong
- Buộc
- hình thức
- hình thành
- hình thành
- tìm thấy
- 4
- tươi
- từ
- xa hơn
- Thiên hà
- thiên hà
- GAS
- Tiếng Đức
- Nước Đức
- được
- nhận được
- khổng lồ
- dần dần
- trọng lực
- lực hấp dẫn
- lớn
- Nhóm
- Tăng trưởng
- có
- harvard
- Có
- he
- nặng
- cao hơn
- của mình
- Độ đáng tin của
- Tuy nhiên
- HTML
- HTTPS
- Hàng trăm
- xác định
- if
- in
- bao gồm
- thông tin
- ban đầu
- thay vì
- Viện
- quan tâm
- nút giao thông
- trong
- giới thiệu
- vô hình
- tham gia
- IT
- ITS
- chính nó
- tạp chí
- chỉ
- Key
- Đứa trẻ
- Loại
- Biết
- nổi tiếng
- lớn
- lớn hơn
- lớn nhất
- Họ
- ít nhất
- Led
- ít
- cho phép
- ánh sáng
- trọng lượng nhẹ
- Có khả năng
- Dòng
- lót
- Danh sách
- . Các địa điểm
- tìm kiếm
- thấp thoáng
- thấp hơn
- tạp chí
- Làm
- nhiều
- bản đồ
- Thánh Lễ
- quần chúng
- lớn
- diêm
- phù hợp
- vật liệu
- chất
- tối đa
- đo lường
- đo
- cơ chế
- hội viên
- Các thành viên
- Michigan
- Might
- triệu
- mất tích
- Chế độ
- kiểu mẫu
- mô hình
- tháng
- chi tiết
- hầu hết
- phải
- bí ẩn
- Trinh thám
- gần
- nơtrino
- neutrino
- Mới
- Không
- con số
- đối tượng
- of
- on
- ONE
- Trực tuyến
- có thể
- trên
- hoạt động
- phản đối
- or
- gọi món
- bình thường
- Nền tảng khác
- ra
- kết thúc
- Giấy
- giấy tờ
- thông số
- vượt qua
- Đi qua
- qua
- hiện tượng
- Photon
- Vật lý
- hình ảnh
- Trơn
- plato
- Thông tin dữ liệu Plato
- PlatoDữ liệu
- khả năng
- có thể
- đăng
- có khả năng
- quyền lực
- dự đoán
- Dự đoán
- sự hiện diện
- trước đây
- có lẽ
- thăm dò
- Hồ sơ
- phát âm
- tài sản
- đề xuất
- tương lai
- Kéo
- tinh khiết
- Đẩy
- đặt
- tạp chí lượng tử
- câu hỏi
- Câu hỏi
- nâng cao
- hơn
- gần đây
- gọi
- tương đối
- Phát hành
- còn lại
- vẫn còn
- đáng chú ý
- đại diện
- nhà nghiên cứu
- phản ứng
- kết quả
- Kết quả
- tiết lộ
- ngay
- Đá
- Quy tắc
- chạy
- Nga
- người Nga
- an toàn
- Nói
- tương tự
- mẫu
- quy mô
- khoa học
- các nhà khoa học
- đã xem
- nhạy cảm
- ngăn cách
- một số
- chị ấy
- hiển thị
- bên
- Thị giác
- mô phỏng
- kể từ khi
- ngồi
- ngồi
- Ngồi
- Six
- Sáu tháng
- kích thước
- bầu trời
- trơn tru
- So
- một số
- một cái gì đó
- đôi khi
- nguồn
- nguồn
- Không gian
- Không gian và thời gian
- tốc độ
- tiêu
- Tiêu chuẩn
- mạnh mẽ
- mạnh mẽ
- cấu trúc
- cấu trúc
- nghiên cứu
- Học tập
- tiếp theo
- như vậy
- Khảo sát
- tấm thảm
- nhóm
- Thành viên của nhóm
- đội
- kính thiên văn
- thử nghiệm
- hơn
- việc này
- Sản phẩm
- Khối
- Nguồn
- cung cấp their dịch
- Them
- sau đó
- lý thuyết
- bằng cách ấy
- Kia là
- họ
- mong
- Thứ ba
- điều này
- những
- hàng ngàn
- số ba
- Thông qua
- khắp
- thời gian
- thời gian
- đến
- bây giờ
- chủ đề
- đối với
- đào tạo
- kích hoạt
- hai
- hai phần ba
- loại
- Ukraina
- Không chắc chắn
- Dưới
- sự hiểu biết
- Vũ trụ
- trường đại học
- không xác định
- không giống
- chưa được khai thác
- sử dụng
- đã sử dụng
- mở ra
- thung lũng
- giá trị
- Các giá trị
- biến thể
- thay đổi
- Lớn
- rất
- của
- là
- Washington
- Đường..
- we
- webp
- tuần
- cân
- là
- cái nào
- trong khi
- CHÚNG TÔI LÀ
- tại sao
- sẽ
- với
- Công việc
- sẽ
- X-quang
- năm
- Bạn
- zephyrnet
- không
- Zip