Kredit gambar: SDSS
Ahli astronomi dari Sloan Digital Sky Survey telah mengumpulkan data untuk membina peta 3 dimensi tepat yang memperincikan kelompok galaksi dan jirim gelap. Pasukan SDSS - 200 ahli astronomi di 13 negara - mengukur Alam Semesta mengandungi 70% tenaga gelap (kekuatan misteri yang menghalau galaksi terpisah), 25% jirim gelap, dan 5% jirim normal.
Ahli astronomi dari Sloan Digital Sky Survey (SDSS) telah membuat pengukuran yang paling tepat hingga kini mengenai pengelompokan kosmik galaksi dan bahan gelap, menyempurnakan pemahaman kita mengenai struktur dan evolusi Alam Semesta.
"Sejak awal projek pada akhir tahun 80-an, salah satu tujuan utama kami adalah pengukuran ketepatan bagaimana galaksi berkelompok di bawah pengaruh graviti", jelas Richard Kron, pengarah SDSS dan seorang profesor di The University of Chicago.
Jurucakap Projek SDSS Michael Strauss dari Princeton University dan salah seorang penulis utama dalam kajian baru tersebut menjelaskan bahawa: "Pola pengelompokan ini menyandikan maklumat mengenai kedua-dua perkara yang tidak dapat dilihat pada galaksi dan mengenai turun naik benih yang muncul dari Big Bang."
Penemuan dijelaskan dalam dua makalah yang dikemukakan kepada Jurnal Astrofizik dan kajian semula Fizikal D; mereka boleh didapati di laman web preprint fizik, www.arXiv.org, pada 28 Oktober.
MEMETAPKAN FLUCTUASI
Model kosmologi terkemuka memanggil pengembangan ruang yang cepat yang dikenali sebagai inflasi yang memanjangkan fluktuasi kuantum mikroskopik setelah Big Bang menjadi skala besar. Setelah inflasi berakhir, graviti menyebabkan turun naik benih ini menjadi galaksi dan corak pengelompokan galaksi yang diperhatikan dalam SDSS.
Gambar turun naik benih ini dikeluarkan dari Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP) pada bulan Februari, yang mengukur turun naik radiasi peninggalan dari awal Alam Semesta.
"Kami telah membuat peta tiga dimensi Alam Semesta yang terbaik setakat ini, memetakan lebih dari 200,000 galaksi hingga dua miliar tahun cahaya di atas enam persen langit", kata penulis utama kajian lain, Michael Blanton dari New York University. Corak pengelompokan graviti dalam peta ini memperlihatkan susunan Alam Semesta dari kesan gravitasi dan, dengan menggabungkan ukuran mereka dengan ukuran dari WMAP, pasukan SDSS mengukur bahan kosmik terdiri daripada 70 peratus tenaga gelap, 25 persen bahan gelap dan lima peratus perkara biasa.
SDSS adalah dua tinjauan berasingan dalam satu: galaksi dikenal pasti dalam gambar 2D (kanan), kemudian tentukan jaraknya dari spektrum mereka untuk membuat peta 3D sedalam 2 bilion cahaya (kiri) di mana setiap galaksi ditunjukkan sebagai satu titik, warna yang mewakili cahaya - ini menunjukkan hanya 66.976 galaksi kita dari 205.443 galaksi dalam peta yang terletak berhampiran satah khatulistiwa Bumi. (Klik untuk jpg resolusi tinggi, versi tanpa garis.)
Mereka mendapati bahawa neutrino tidak boleh menjadi unsur utama perkara gelap, yang menjadi antara kekangan paling kuat sehingga kini. Akhirnya, penyelidikan SDSS mendapati bahawa data tersebut sesuai dengan ramalan terperinci model inflasi.
PENGESAHAN KOSMIK
Angka-angka ini memberikan pengesahan yang kuat dari yang dilaporkan oleh pasukan WMAP. Penyertaan penemuan SDSS baru membantu meningkatkan ketepatan pengukuran, lebih daripada mengurangkan ketidakpastian dari WMAP mengenai kepadatan jirim kosmik dan pada parameter Hubble (kadar pengembangan kosmik). Lebih-lebih lagi, pengukuran baru ini sepadan dengan hasil canggih sebelumnya yang menggabungkan WMAP dengan tinjauan pergeseran galaksi Anglo-Australia 2dF.
"Galaksi yang berbeza, instrumen yang berbeza, orang yang berbeza dan analisis yang berbeza - tetapi hasilnya setuju", kata Max Tegmark dari University of Pennsylvania, penulis pertama pada kedua makalah tersebut. "Tuntutan luar biasa memerlukan bukti yang luar biasa", kata Tegmark, "tetapi kami sekarang mempunyai bukti luar biasa untuk bahan gelap dan tenaga gelap dan harus menganggapnya serius tidak kira betapa mengganggu mereka."
Hasil SDSS baru (titik hitam) adalah ukuran yang paling tepat setakat ini mengenai bagaimana kepadatan Alam Semesta berubah dari satu tempat ke tempat pada skala berjuta-juta tahun cahaya. Pengukuran kosmologi ini dan lain-lain bersetuju dengan ramalan teoritis (keluk biru) untuk Alam Semesta yang terdiri daripada 5% atom, 25% jirim gelap dan 70% tenaga gelap. Semakin besar skala kita rata-rata, Semesta semakin seragam. (Klik untuk jpg resolusi tinggi, tanpa versi tambahan.)
"Cabaran sebenarnya sekarang adalah untuk mengetahui apakah sebenarnya zat-zat misteri ini", kata penulis lain, David Weinberg dari Ohio State University.
PENGURUSAN SKALA BESAR SDSS
SDSS adalah tinjauan astronomi paling bercita-cita tinggi yang pernah dilakukan, dengan lebih daripada 200 ahli astronomi di 13 institusi di seluruh dunia.
"SDSS benar-benar dua tinjauan dalam satu," jelas Saintis Projek James Gunn dari Princeton University. Pada malam yang paling murni, SDSS menggunakan kamera CCD medan luas (dibina oleh Gunn dan pasukannya di Princeton University dan Maki Sekiguchi dari Kumpulan Penyertaan Jepun) untuk mengambil gambar langit malam dalam lima jalur gelombang yang luas dengan tujuan menentukan kedudukan dan kecerahan mutlak lebih daripada 100 juta objek cakerawala di satu perempat dari seluruh langit. Setelah siap, kamera ini adalah yang terbesar yang pernah dibina untuk tujuan astronomi, mengumpulkan data pada kadar 37 gigabait per jam.
Pada malam dengan penutup awan ringan atau ringan, kamera pengimejan diganti dengan sepasang spektrograf (dibina oleh Alan Uomoto dan pasukannya di The Johns Hopkins University). Mereka menggunakan gentian optik untuk mendapatkan spektrum (dan dengan itu pergeseran merah) 608 objek pada satu masa. Tidak seperti teleskop tradisional di mana malam dibahagi-bahagikan di antara banyak ahli astronomi yang menjalankan pelbagai program ilmiah, teleskop SDSS 2.5m khas di Apache Point Observatory di New Mexico hanya dikhaskan untuk tinjauan ini, untuk beroperasi setiap malam yang jelas selama lima tahun .
Pelepasan data awam pertama dari SDSS, yang disebut DR1, mengandungi sekitar 15 juta galaksi, dengan ukuran jarak pergeseran merah untuk lebih dari 100,000 daripadanya. Semua pengukuran yang digunakan dalam penemuan yang dilaporkan di sini akan menjadi sebahagian daripada pelepasan data kedua, DR2, yang akan disediakan untuk komuniti astronomi pada awal tahun 2004.
Strauss berkata, SDSS mendekati titik tengah tujuannya untuk mengukur satu juta galaksi dan pergeseran merah quasar.
"Kegembiraan sebenarnya di sini ialah bukti yang berbeza dari latar belakang gelombang mikro kosmik (CMB), struktur berskala besar dan pemerhatian kosmologi lain semuanya memberi kita gambaran yang konsisten mengenai Alam Semesta yang dikuasai oleh tenaga gelap dan bahan gelap", kata Kevork Abazajian Makmal Pemecut Nasional Fermi dan Makmal Nasional Los Alamos.
Sumber Asal: Siaran Berita Survei Langit Digital Sloan
