英国とオーストラリアの天文学者のチームは本日、私たち自身の天の川のような現代の銀河を、1400万年前に私たちの宇宙を生み出したビッグバンに直接関連付けるミッシングリンクを発見したことを発表しました。調査結果は、3.8 mのアングロオーストラリア望遠鏡（AAT）を使用して、天文学者のコンソーシアムである2dFGRS（2度フィールドギャラクシーレッドシフトサーベイ）によって22万個の銀河の空間における分布をマッピングする10年間の努力の結果です。 。このミッシングリンクは、調査の銀河分布に微妙な特徴が存在することで明らかになりました。これらの機能の分析により、チームはかつてない精度で宇宙を計量することもできました。
2dFGRSは、宇宙の大規模構造と呼ばれる銀河の分布を非常に詳細に測定しました。これらのパターンのサイズは、1億から10億光年の範囲です。大規模構造の特性は、宇宙が実際に非常に若かったときに動作する物理的プロセスによって設定されます。
研究を主導したダラム大学のショーンコール博士は、次のように説明しています。「誕生の瞬間、宇宙には小さな不規則性があり、「量子」または原子以下のプロセスに起因すると考えられていました。それ以来、これらの不規則性は重力によって増幅されており、最終的に私たちが今日目にする銀河を生み出しました。」
1960年代の理論家たちは、銀河の原始種は宇宙が35万年前のビッグバンから残された熱で放出された宇宙マイクロ波背景（CMB）放射の波紋として見られるべきであると示唆しました。その後、NASAのCOBE衛星によって1992年に波紋が見られましたが、銀河の形成との確固たるつながりは今まで証明できませんでした。 2dFGRSは、これらの波紋に見られるパターンが現代の宇宙に伝播し、今日の銀河で検出できることを発見しました。
CMBのパターンには、ビッグバンの想像を絶する高温プラズマ内を伝播する音波によって生成される、約1度の目立つスポットが含まれています。これらの機能は、「音響ピーク」または「バリオンウィグル」として知られています。理論家たちは、音波が宇宙の主要な構成要素、つまりそれ自体が銀河の形成を促進するエキゾチックな「暗黒物質」に痕跡を残したのではないかと推測していた。物理学者と天文学者は、私たち自身の銀河系の地図でこの痕跡を特定しようと試み始めました。
アングロオーストラリアの望遠鏡で銀河の測定を行い、洗練された数学的手法および計算手法を使用して銀河の特性をモデル化する長年にわたる骨の折れる作業の後、2dFGRSチームはビッグバンにおける音波の痕跡を特定しました。これは、銀河分布のマップに見られるパターンを定量化するために天文学者が使用する統計である「パワースペクトル」の繊細な特徴として表示されます。これらの特徴は、マイクロ波の背景で見られる特徴と一致しています。つまり、銀河が形成されたガスの生活史を理解しています。
バリオン機能には、宇宙の内容に関する情報、特に通常の物質（バリオンとして知られている）の量、星や惑星に凝縮されたもの、および私たち自身が作ったものに関する情報が含まれています。
ダラム大学の計算宇宙学研究所所長のCarlos Frenk教授は、次のように述べています。「これらのバリオンの特徴は、私たちの宇宙の遺伝的指紋です。彼らはビッグバンへの直接的な進化のつながりを確立します。それらを見つけることは、宇宙がどのように形成されたかについての私たちの理解におけるマイルストーンです。」
2dFGRSコラボレーションの英国チームリーダーであるエジンバラ大学のジョンピーコック教授は、次のように述べています。「単純な宇宙論がうまく機能するとは誰も予想していなかったでしょう。宇宙のこの確立された写真を見ることができて非常に幸運です。」
2dFGRSは、バリオンが私たちの宇宙の小さな構成要素であり、全質量の18％にすぎず、残りの82％が暗黒物質として現れることを示しています。 2dFGRSチームが初めて、宇宙の全質量を測定する際の10％の精度の壁を打ち破りました。
この図が不思議ではないかのように、2dFGRSは、宇宙のすべての質量（明るいものと暗いものの両方）が「真空エネルギー」または「ダークエネルギー」と呼ばれるさらにエキゾチックなコンポーネントによって4：1を上回っていることも示しました。これには反重力特性があり、宇宙の膨張を加速させます。この結論は、2dFGRSの結果とマイクロ波背景放射のデータを組み合わせたときに発生します。これは、バリオンフィーチャが作成されたときから残っています。暗黒エネルギーの起源とアイデンティティは、現代科学の最も深い謎の1つのままです。
NASAのWMAP衛星からのデータにより、マイクロ波の背景に関する私たちの知識は2003年に大幅に向上しました。 WMAPチームはそれらの情報を2dFGRSの一部の以前の分析と組み合わせて、私たちが実際に暗いエネルギーが支配する宇宙に住んでいると結論付けました。これは2003年にScience誌によって「今年のブレークスルー」と呼ばれました。現在、ほぼ1年後の2dFGRSチームによる宇宙のミッシングリンクの発見は、10年間にわたる骨の折れる仕事の成果を冠しています。
興味深いひねりを加えて、現在とビッグバンの中間の進化する銀河分布でバリオンの特徴を見つけることによって、暗黒エネルギーの正体を知る手掛かりを見つけることができます。英国の天文学者と世界中の彼らの協力者は現在、この目的を念頭に置いて、非常に遠方の銀河の大規模な銀河調査を計画しています。
大規模構造におけるバリオン機能の存在の独立した確認は、米国主導のスローンデジタルスカイサーベイから得られました。彼らは、パワースペクトルを含まない補完的な方法を使用し、2dFGRSよりも大きなボリュームで銀河のまれなサブセットを研究します。それにもかかわらず、結論は一貫しており、非常に満足のいくものです。
SDSSコラボレーションのスポークスマンであるプリンストン大学のマイケルシュトラウス教授は、次のように述べています。 2つのグループは、宇宙のマイクロ波背景で見られた初期変動から、重力の不安定性による構造の成長の直接的な証拠を独立して見てきました。」
元のソース：PPARCニュースリリース
