新しいSDSS 3次元マップの概略図。拡大するにはクリックしてください
カリフォルニア大学バークレー校の天文学者は、これまでに発表された宇宙の最も包括的な3次元地図を作成しました。これには60万個の銀河が含まれており、56億光年にわたって宇宙に広がっています。このマップにより、天文学者は暗黒エネルギーの証拠、つまり宇宙の膨張を加速させる神秘的な力を研究できます。
Nikhil PadmanabhanとDavid Schlegelが率いる天文学者のチームは、これまでに構築された宇宙の最大の3次元マップを公開しました。 56億光年の深さまで宇宙に広がります。これは、ビッグバンまでの40％に相当します。
シュレーゲルはローレンスバークレー国立研究所の物理学部の部門フェローであり、パドマナハンは9月にチェンバレンフェローおよびハッブルフェローとしてラボの物理学部に加わります。現在彼はプリンストン大学にいます。彼らとその共著者はスローンデジタルスカイサーベイ（SDSS）のメンバーであり、ニューメキシコのSDSS望遠鏡を使用して小さな3次元マップを作成し、個々の銀河のスペクトルを綿密に収集し、赤方偏移を測定して距離を計算しました。
「このマップの新機能は、これまでで最大のものであることです」とPadmanabhanは言います。「それは個々のスペクトルに依存しません。」
大規模な3Dマップを作成する主な動機は、物質が宇宙でどのように分布しているかを理解することです、とPadmanabhanは言います。 「最も明るい銀河は灯台のようなものです。光がどこにあるかが問題です。」
シュレーゲル氏は、「この地図は以前の地図よりもはるかに長い距離をカバーしているため、10億光年もの大きさの構造物を測定できるようになる」と述べています。
目に見える大規模構造を構成する銀河分布の変動は、宇宙マイクロ波背景の温度の変動に直接由来し、気球搭載実験とWMAP衛星によって非常に正確に測定された高密度初期宇宙の振動を反映しています。
結果は、約4億5000万光年の間隔で繰り返される規則的な変動（「バリオン振動」と呼ばれることもあり、通常の事柄のバリオンと呼ばれる）によって形成される自然な「定規」です。
「残念ながらそれは不便なサイズの定規です」とシュレーゲルは言います。 「定規を内部に収めるためだけに、膨大な量の宇宙をサンプリングする必要がありました。」
パドマナハン氏は次のように述べています。「宇宙は137億年前のものですが、4億5000万光年ごとにのみマークされた定規で測定している場合、実際にはそれほど長い時間ではありません。」
銀河の分布は多くのことを明らかにしますが、最も重要なものの1つは、宇宙の密度の4分の3を占める神秘的な暗黒エネルギーの測定です。 （暗黒物質はおよそ20％を占めますが、5％未満は銀河を可視化する種類の通常の物質です。）
「暗いエネルギーは、宇宙の膨張が加速しているという私たちの観察に使用する用語にすぎません」とパドマナハンは述べています。 「宇宙のマイクロ波背景の時点で密度の変化があった場所を見る」–ビッグバンからわずか30万年後–「それらが過去56億年をカバーするマップにどのように進化するかを見ると、私たちの推定が暗黒エネルギーは正しいです。」
新しい地図は、大規模な構造が、宇宙の加速する膨張についての現在のアイデアが示唆する方法で実際に分散されていることを示しています。暗黒物質の想定される分布は、通常の物質と同様に見えないものは重力の影響を受けますが、現在の理解にも準拠しています。
大きな新しい3Dマップを可能にしたのは、3度の視野をカバーするSloan Digital Sky Surveyの広視野望遠鏡（満月は約0.5度）に加えて、特定の種類の銀河の選択でした。 「灯台」、または距離マーカー：明るい赤い銀河。
「これらは死んでいる赤い銀河であり、宇宙で最も古いものの一部です。速く燃焼しているすべての星がずっと前に燃え尽き、古い赤い星だけが残っています」とシュレーゲルは言います。 「これらは最も赤い銀河であるだけでなく、遠くからでも最も明るく見えます。」
スローンデジタルスカイサーベイの天文学者は、オーストラリアの2度フィールドチームの同僚と協力して、銀河の色と距離を関連付けた、10,000の赤い発光銀河のサンプルの色と赤方偏移を平均化しました。次に、これらの測定値を600,000個のそのような銀河に適用して、マップをプロットしました。
Padmanabhan氏は、「1万個の赤い発光銀河から導き出された輝度と距離の関係を600,000個すべてに個別に測定せずに適用すると、統計的に不確実になる。私たちがプレイするゲームは、平均がまだ非常に多くの分布について非常に有用な情報を提供するほど多くあります。そして、それらのスペクトルを測定する必要がないため、宇宙をより深く見ることができます。」
シュレーゲル氏は、研究者たちが望んでいる精度を達成するのには程遠いことに同意している。 「しかし、そのような測定が可能であることを示し、進化する宇宙の標準的な支配者の出発点を確立しました。」
「次のステップは、おそらくSDSS望遠鏡の改造に基づいて、精密な実験を設計することです。私たちはここバークレーラボのエンジニアと協力して望遠鏡を再設計し、やりたいことを実行しています。」
「スローンデジタルスカイサーベイイメージングデータにおける明るい赤い銀河のクラスタリング」、ニキルパドマナバン、デビッドJ.シュレーゲル、ウロスセルジャク、アレクセイマカロフ、ネタA.バーコール、マイケルR.ブラントン、ジョナサンブリンクマン、ダニエルJ.アイゼンシュタイン、ダグラスP.フィンクバイナー、ジェームズE.ガン、デビッドW.ホッグ、?? bf？eljkoイベジック、ジリアンR.ナップ、ジョンラブデイ、ロバートH.ラプトン、ロバートC.ニコル、ドナルドP.シュナイダー、マイケルA.シュトラウス、 Max TegmarkとDonald G. Yorkは、Royal Astronomical SocietyのMonthly Noticesに掲載され、http：//arxiv.org/archive/astro-phからオンラインで入手できます。
SDSSは、米国自然史博物館、宇宙物理学研究所ポツダム、バーゼル大学、ケンブリッジ大学、ケースウエスタンリザーブ大学、シカゴ大学、ドレクセル大学、フェルミラボ、研究所のための参加機関のための天体物理学研究コンソーシアムによって管理されていますAdvanced Study、Japan Participation Group、Johns Hopkins University、Joint Institute for Nuclear Astrophysics、Kavli Institute for Particle Astrophysics and Cosmology、Korea Scientist Group、Chinese Academy of Sciences（LAMOST）、Los Alamos National Laboratory、Max- Planck-Institute for Astronomy（MPIA）、Max-Planck-Institute for Astrophysics（MPA）、ニューメキシコ州立大学、オハイオ州立大学、ピッツバーグ大学、ポーツマス大学、プリンストン大学、米国海軍天文台、および大学ワシントンの。
SDSSの資金は、アルフレッドP.スローン財団、参加機関、全米科学財団、米国エネルギー省、全米航空宇宙局、日本文部科学省、マックスプランクソサエティ、およびイングランド。 SDSS Webサイト（http://www.sdss.org/）にアクセスしてください。
バークレーラボは、カリフォルニア州バークレーにある米国エネルギー省の国立研究所です。未分類の科学研究を実施し、カリフォルニア大学が管理しています。当社のウェブサイトhttp://www.lbl.govにアクセスしてください。
元のソース：Berkeley Lab
