來圍觀世界最大宇宙3D地圖啦 120萬個星系都在裡面

科技 07-19

圖中的每個點都代表了一個星系所處的位置，最遠距我們約60億光年之遙。這張圖像覆蓋了整個天空約二十分之一的區域，長約60億光年，高約45億光年，寬約5億光年

科學家近日繪製出了世界上最大的宇宙的3D地圖，其中包含了100多萬個星系，距地球最遠達60億光年，看上去如同傑克遜-波洛克(Jackson-Pollock，美國抽象主義繪畫大師)的畫作。

這張地圖能夠幫助我們更好地理解宇宙的規模，科學家認為，宇宙中含有超過1千億個星系。

在這張地圖的幫助下，研究人員對暗能量進行了最精確的一次測量活動。正是暗能量這種神秘力量讓宇宙不斷地加速擴張。

聖安德魯斯大學的麗塔-特勒里歐博士(Dr-Rita-Tojeiro)帶領各國天文學家，利用SDSS-III(斯隆數據巡天)項目提供的數據，共同繪製了這張地圖。

地圖囊括的體積為6500億立方光年，其中最遠的星系距離我們超過了60億光年。

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這是整張三維地圖的一部分。最左側的矩形區域中約含有12萬個星系，占整個受調查空間的十分之一。將這部分區域中的每個點從二維轉化為三維之後，整個區域便被擴張到了70億年

「在過去的十年中，我們開展了目前為止規模最大的一次宇宙探索項目。」特勒里歐博士說道。

「通過測量佔據了四分之一夜空的120萬個星系所在的位置，我們繪製出了這部分宇宙的三維結構，體積總共為6500億立方光年。」

科學家已經利用這張地圖，對暗能量開展了迄今為止最精確的一次測量行動。「有了這張地圖的幫助，我們得以精確地測量暗能量是如何加速宇宙擴張的。」

物理學家用「暗能量」來描述促使宇宙加速擴張的神秘「力量」。由於宇宙中僅有5%的部分由原子和亞原子粒子等已知物質構成，人們認為暗物質便是將星系維繫在一起的引力「膠水」。

這張地圖能夠幫助天文學家測量宇宙膨脹的速度，並據此計算出構成今日宇宙的物質和暗能量的數量有多少。有數百名來自SDSS-III項目的科學家也參與了這張地圖的繪製。

雖然他們探索的空間十分廣闊，但這其實只佔據了整個宇宙微不足道的一小部分而已。

「如果把我們探索的空間換算成一個邊長1英里(約合1.6公里)的立方體的話，那麼每個星系的可見部分直徑其實只有1毫米。」特勒里歐博士說道。

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物理學家在研究星系的動態和恆星的運動時，遇上了一個謎題：如果只考慮可見物質的話，這些物質並不足以解釋天體的旋轉情況

「我們在分析這張地圖時所遇到的挑戰，相當於在一個1立方英里的空間內，測量每兩個星系之間的距離，而這些星系之間都隔了100碼(約合91米)遠。」

普特茅斯大學的弗洛里安-博伊特勒博士(Dr-Florian-Beutler)是本周發表的兩篇論文的第一作者，他指出：「如果暗能量一直在推動宇宙擴張的話，我們的地圖顯示，擴張速度其實增加得非常慢：在過去的70億年中，速度變化不超過20%。」

地圖還顯示，在引力的作用下，星系都不約而同地朝著宇宙中物質更多的區域移動。

科學家對暗物質和暗能量的了解大多來自於宇宙大爆炸殘餘物發出的輻射，即所謂的宇宙微波背景(cosmic-microwave-background，簡稱CMB)。

按照大爆炸宇宙論，宇宙微波背景指的是宇宙大爆炸所殘留下的熱輻射。此前人們認為，暗能量對50億年前開始的宇宙擴張產生了巨大的影響。

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科學家發現宇宙微波背景中存在溫度波動情況，即所謂的各向異性(anisotropies)。目前對宇宙微波背景最為全面的研究由歐洲航天局於2013年利用普朗克空間望遠鏡開展。一篇新發表的論文中指出，我們已經快要完成對所有各向異性的測繪工作了

但最新研究顯示，暗能量的影響早在70億年前就已經存在了，比此前估計的早了20億年。

「我們發現，宇宙大爆炸40萬年之後的宇宙微波背景和700萬至1200萬年後的星系團這兩者的聲波印記之間存在明顯的聯繫。」

「直到今天，我們依然能觀察到宇宙大爆炸殘留下來的物理效應，這是對宇宙學的絕佳犒賞。」

廣義相對論提出的預測可以很好地解釋科學家觀測到的暗物質數量。這也為下述觀點提供了支持：即宇宙擴張速度的增加是由暗物質等大宇宙尺度現象導致的，而非我們提出的引力理論。

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