超大質(zhì)量黑洞，類星體，暗能量，可觀測(cè)到的宇宙的結(jié)構(gòu)圖已繪制？
位于遙遠(yuǎn)星系中心的超大質(zhì)量黑洞被一團(tuán)塵埃所包圍。大量的光被放出，使得類星體比典型的星系亮得多，這些遙遠(yuǎn)的類星體可以用來(lái)繪制宇宙深處結(jié)構(gòu)圖。 天文學(xué)家根據(jù)超大質(zhì)量黑洞的位置繪制了宇宙的第一幅地圖，揭示了宇宙的大尺度結(jié)構(gòu)。 這幅地圖精確地測(cè)量了宇宙在不到30億年齡階段的膨脹史。這將有助于提高我們對(duì)“暗能量”的理解——這一未知的進(jìn)程正在導(dǎo)致宇宙膨脹加速。 科學(xué)家們測(cè)量了類星體的位置——在遙遠(yuǎn)星系中心超大質(zhì)量黑洞周圍旋轉(zhuǎn)的極亮的物體。從這些物體中到達(dá)我們的光線，在宇宙形成的三到七十億年之間發(fā)出，遠(yuǎn)在地球存在之前。
有史以來(lái)最大的三維立體宇宙圖。地球在左邊，離星系和類星體的距離是由光傳播時(shí)間標(biāo)記到物體的(時(shí)間是指距離物體的光在地球上傳到我們這里所用時(shí)間)。紅點(diǎn)顯示的類星體(有超大質(zhì)量黑洞的星系)的位置。地圖的右側(cè)是可觀測(cè)宇宙的極限，我們可以從背景中看到宇宙大爆炸留下的光。由最近的普朗克衛(wèi)星任務(wù)觀測(cè)到的宇宙微波的波動(dòng)，類星體和可觀測(cè)宇宙邊緣之間的大部分空間處于“黑暗地帶”——在大多數(shù)恒星、星系或類星體形成之前。 地圖的繪制證實(shí)了研究人員在過(guò)去20年里建立的宇宙學(xué)標(biāo)準(zhǔn)模型。在這個(gè)模型中，宇宙遵循愛(ài)因斯坦的廣義相對(duì)論，但是包含了一些未知部分——雖然我們可以測(cè)量它們的影響，但我們不知道是什么導(dǎo)致的。
與構(gòu)成恒星和星系的普通物質(zhì)一起，暗能量是目前的主導(dǎo)成分，它具有特殊的性質(zhì)，這意味著它導(dǎo)致宇宙膨脹加速。 即使我們知道重力是如何工作的，我們?nèi)匀徊涣私馑械臇|西——仍然有一個(gè)關(guān)于暗能量到底是什么的問(wèn)題。我們希望進(jìn)一步了解暗能量，不是用其他的一些東西了解，而是用科學(xué)事實(shí)。
為了繪制地圖，科學(xué)家們利用斯隆望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)了147000多座類星體。這些觀測(cè)給出了“類星體”的距離，他們用這個(gè)距離繪制了類星體所在的三維地圖。 但是為了利用這張地圖來(lái)了解宇宙膨脹的歷史，天文學(xué)家必須更進(jìn)一步，測(cè)量聲波的痕跡，即“重子聲波振蕩”，在早期宇宙中生成。這些聲波在宇宙比我們今天看到的宇宙密集而且熱的多的時(shí)候傳播。當(dāng)宇宙38萬(wàn)年的時(shí)候，條件突然改變，聲波變得“凍結(jié)”。 使用這張新的地圖，觀察到的“重子聲波振蕩”的大小可以作為衡量我們宇宙距離的“標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)尺”?！澳阍诔鞘兄g的距離有小單位長(zhǎng)度，公里或英里，而用重子聲波振蕩測(cè)量星系和類星體之間的距離。 目前的研究結(jié)果涵蓋了以前從未觀測(cè)到的一系列情況，測(cè)量了宇宙只有3到70億歲的情況，比地球形成之前的20億年還要久遠(yuǎn)。 |
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