ใยจักรวาลที่มีความยาวอนันต์ค้นพบโดยนักดาราศาสตร์

2024 ผู้เขียน: Seth Attwood | [email protected]. แก้ไขล่าสุด: 2023-12-16 16:17

การสังเกตการณ์กระจุกดาราจักรที่ใหญ่ที่สุดกลุ่มหนึ่งในกลุ่มดาวราศีกุมภ์ช่วยให้นักดาราศาสตร์ได้ภาพถ่ายที่มีรายละเอียดเป็นครั้งแรกของเส้นใยของ "ใยจักรวาล" ที่เชื่อมกระจุกของสสารทั้งหมดในจักรวาล รูปภาพถูกตีพิมพ์โดยวารสารวิทยาศาสตร์ Science

“ในอดีต เราสามารถมองเห็นการเรืองแสงที่เกิดจากฟองก๊าซเหล่านี้ที่อยู่นอกดาราจักร ฮิเดกิ อุเมฮาตะ นักดาราศาสตร์ฟิสิกส์แห่งศูนย์วิจัย RIKEN ในเมืองไซตามะ ประเทศญี่ปุ่น

นักจักรวาลวิทยาแนะนำว่าโครงสร้างของเอกภพนั้นคล้ายกับใยสามมิติที่ไม่มีที่สิ้นสุด ซึ่งเกลียวนั้นเกือบทั้งหมดประกอบด้วยกลุ่มสสารมืดขนาดใหญ่ ที่จุดตัดกันของเส้นใยเหล่านี้ มีก้อนมวลสารที่มองเห็นได้หนาแน่น รวมทั้งดาราจักรแต่ละแห่งและกลุ่มของ "มหานครแห่งดวงดาว"

นักดาราศาสตร์ศึกษาคุณสมบัติและธรรมชาติของเว็บนี้โดยสังเกตกาแลคซีที่อยู่ห่างไกลและความผันผวนของความสว่างของรังสีที่เรียกว่า relict ซึ่งเป็น "เสียงสะท้อน" ชนิดหนึ่งของบิกแบง มันเก็บรักษาข้อมูลเกี่ยวกับการแพร่กระจายของสสารมืดไปทั่วจักรวาลและทำให้องค์ประกอบและความหนาแน่นต่างกันอย่างมาก

ด้วยตัวเอง "ใยจักรวาล" ตามที่ Umehata และเพื่อนร่วมงานของเขาตั้งข้อสังเกตไว้นักดาราศาสตร์ยังไม่ได้เห็นโดยตรง ประการแรก สิ่งนี้ถูกขัดขวางโดยความจริงที่ว่าแสงจ้าของกาแลคซีและกระจุกของพวกมันบดบังการเรืองแสงที่อ่อนมากของเส้นใยของมันในช่วงอินฟราเรด เฉพาะในบางกรณีที่โชคดีที่ "เชื้อโรค" ของดาราจักรก่อตัวขึ้นในตัวมัน นักดาราศาสตร์สามารถเห็นก๊าซบางส่วนได้

ความก้าวหน้าเพียงเล็กน้อยเหล่านี้ทำให้นักจักรวาลวิทยาเข้าใจได้ยากว่าปัญหาใหญ่ที่สุดในวิทยาศาสตร์สมัยใหม่มีอยู่หรือไม่ เหตุใดจักรวาลจึงคาดว่าประกอบด้วยสสารเพียงครึ่งเดียวตามที่คาดการณ์ไว้ในทฤษฎี เส้นใยที่เป็นเกลียวของ "ใยจักรวาล" สามารถปิดบังเรื่อง "ที่หายไป" นี้ได้ ซึ่งจะอธิบายความคลาดเคลื่อนและช่วยให้ทฤษฎีนี้ไม่ต้องแก้ไข

ความลึกลับของพื้นที่ "ป่า"

Umehata และเพื่อนร่วมงานของเขาได้ดำเนินการอย่างมากในการตอบคำถามนี้ พวกเขาเฝ้าดูการเรืองแสงที่อะตอมของไฮโดรเจนที่อาศัยอยู่ใน "ใยจักรวาล" เกิดขึ้นเมื่อมีปฏิสัมพันธ์กับสิ่งที่เรียกว่าป่า Lyman ซึ่งเป็นรังสีอัลตราไวโอเลตพื้นหลังของจักรวาล

ตามกฎแล้วความสว่างของมันค่อนข้างต่ำ แต่กาแลคซีที่ใหญ่ที่สุดและสว่างที่สุดที่มีอยู่ในยุคแรกของชีวิตของจักรวาลได้ผลิตอนุภาคของแสงจำนวนมาก ดังนั้น หากเธรดของ "เว็บ" ตั้งอยู่ใกล้กาแลคซีดังกล่าว พวกมันก็จะสว่างเพียงพอในส่วนนั้นของสเปกตรัมที่เกี่ยวข้องกับ "ป่า" ของ Lyman

ตามแนวคิดนี้ นักดาราศาสตร์ชาวญี่ปุ่นและชาวยุโรปได้สังเกตเห็นกระจุกดาราจักร SSA22 ที่กำลังก่อตัวขึ้น ซึ่งเป็นแสงที่ส่องมายังโลกเป็นเวลาประมาณ 12 พันล้านปี ด้วยระยะทางที่ไกลเช่นนี้ เราจึงเห็นมันในสถานะที่มีอยู่ในช่วง 2 พันล้านปีแรกของชีวิตของจักรวาล

เพื่อค้นหาร่องรอยของเส้นใย "ใยจักรวาล" นักวิทยาศาสตร์ได้ใช้กล้องโทรทรรศน์ VLT ของยุโรป ซึ่งเป็นหนึ่งในหอสังเกตการณ์ทางแสงที่ใหญ่ที่สุดบนพื้นดิน รวมทั้งเครื่องสเปกโตรสโคป MUSE ซึ่งสามารถ "กำจัด" การเรืองแสงของดาราจักรเองและอื่นๆ ได้อย่างมีประสิทธิภาพ ผู้อยู่อาศัยในอวกาศจากภาพ

เมื่อเปรียบเทียบภาพจาก VLT กับภาพถ่ายของกระจุกกาแลคซีเดียวกันซึ่งได้รับหอสังเกตการณ์อื่น นักวิทยาศาสตร์สามารถเห็นเส้นใยเต็มเปี่ยมของ "เว็บคอสมิก" ได้เป็นครั้งแรกพวกมันเชื่อมโยงกาแล็กซีโบราณหลายแห่งที่ก่อตัวและกินเวลาหลายล้านปีแสง

โดยทั่วไป ภาพถ่ายของพวกเขายืนยันแนวคิดปัจจุบันเกี่ยวกับวิธีการทำงานของจักรวาล - กาแลคซี่นั้นตั้งอยู่ที่จุดเหล่านั้นที่เส้นของ "เว็บ" ตัดกัน ซึ่งสอดคล้องกับการทำนายของจักรวาลวิทยาสมัยใหม่อย่างเต็มที่ นักวิทยาศาสตร์หวังว่าการสังเกตเพิ่มเติมของ SSA22 จะช่วยให้พวกเขาคำนวณมวลของก๊าซในเส้นใยเหล่านี้ และเริ่มการค้นหาอย่างจริงจังสำหรับเรื่องที่ "หายไป" ของจักรวาล