Ett forskarlag i Kina har analyserat mer än en miljon
galaxer för att leta efter ursprunget till dagens kosmiska strukturer
rapporteras i en ny studie publicerad i Physical Review D.
Fram till idag har noggranna observationer och analyser av den kosmiska mikrovågsbakgrunden (CMB) och den storskaliga strukturen (LSS) lett till upprättande av universums standardramverk för att förklara hur allt är. Den så kallade ΛCDM-modellen, där kall mörk materia (CDM) och mörk energi (den kosmologiska konstanten, Λ) är viktiga egenskaper.
Modellen i visar att ursprungliga fluktuationer (små
rörelser) genererades under universums första tid och fungerade som början till
skapelsen av allt som finns i universum i dag ex stjärnor, galaxer, galaxhopar
och deras rumsliga fördelning i rymden.
Fast fluktuationerna var mycket små när de
genereras, växte dessa (rörelser, min
misstanke är beroende av en allt starkare gravitation) med tiden på grund
av gravitation och bildade så småningom områden av mörk materia likt en halo. Därefter
kolliderade olika halos upprepade gånger och smälte samman med varandra vilket
ledde till bildandet av exempelvis galaxer bestående av materia och mörk materia.
Eftersom den rumsliga fördelningen av galaxer är
starkt influerad av de ursprungliga fluktuationerna som skapade dem har
statistiska analyser av galaxfördelningar aktivt utförts för att
observationsmässigt utforska de ursprungliga fluktuationernas natur bakåt i
tiden (determinism är ett bra begrepp).
Utöver detta återspeglar det rumsliga mönstret av galaxformer fördelade över
ett stort område av universum också karaktären hos de underliggande
ursprungliga fluktuationerna.
En grupp forskare under ledning av doktorand TToshiki
Kurita vid Kavli Institute for the Physics and Mathematics of the Universe
(Kavli IPMU) graduate student Toshiki Kurita (currently a postdoctoral
researcher at the Max Planck Institute for Astrophysics) och Kavli IPMU
Professor Masahiro Takada som utvecklade en metod för att mäta effektspektrumet
av galaxformer som extraherar, viktig statistisk information från
galaxformmönster genom att kombinera spektroskopiska data över galaxernas
rumsliga fördelning och avbildning inklusive data från enskilda galaxformationer.
Forskarna analyserade samtidigt den rumsliga
fördelningen och formmönstret från cirka en miljon galaxer i Sloan Digital Sky
Survey (SDSS) världens största kartläggning av galaxer idag.
De fann en statistiskt signifikant orientering av
två galaxers former som ligger mer än 100 miljoner ljusår från varandra. Resultatet
visade att det finns korrelationer mellan avlägsna galaxer vars
bildningsprocesser till synes är oberoende och kausalt orelaterade. I
forskningen kunde man begränsa egenskaperna hos de ursprungliga fluktuationerna
genom statistisk analys av "formerna" hos många galaxer som erhållits
i storskaliga strukturdata. Det finns få prejudikat av forskning som använt
galaxformer för att utforska fysiken i det tidiga universum och
forskningsprocessen inklusive konstruktionen av idén och utvecklingen av
analysmetod till den faktiska dataanalysen, vilket nu gjordes och blev till en
serie av försök och misstag.
”På grund av det ställdes jag inför många
utmaningar. Men jag är glad att jag kunde åstadkomma dem under min
doktorandutbildning. Jag tror att denna prestation kommer att vara det första
steget för att öppna upp ett nytt forskningsfält inom kosmologi, utgående från galaxformer”, beskriver
Kurita.
Metoderna och resultaten från denna studie gör det möjligt för forskare att i framtiden ytterligare testa inflationsteorin.
Bild flickr.com
