Nowe badanie podkreśla główne obszary grawitacyjne we Wszechświecie, pokazując Wielki Mur Sloana jako najbardziej masywny, co potencjalnie zmienia nasze rozumienie lokalnych struktur kosmicznych.
Naukowcy sporządzili mapę grawitacyjnych „basenów przyciągania” w lokalnym Wszechświecie, rzucając nowe światło na rozległe struktury kosmiczne, które kształtują ruch galaktyk. Wykorzystując zaawansowane dane z kompilacji odległości i prędkości około 56 000 galaktyk w ramach Cosmicflows-4, badacze zastosowali najnowocześniejsze algorytmy do identyfikacji regionów, w których dominuje grawitacja, takich jak Wielki Mur Sloana i Supergromada Shapleya. To badanie sugeruje, że nasz Droga Mleczna najprawdopodobniej znajduje się w większym basenie Shapleya, zmieniając nasze rozumienie przepływów kosmicznych i roli masywnych struktur w kształtowaniu ewolucji Wszechświata.
Zrozumienie struktury Wszechświata
Międzynarodowy zespół badaczy poczynił znaczne postępy w dekodowaniu rozległej struktury Wszechświata, wskazując kluczowe obszary grawitacyjne zwane „basenami przyciągania”.
Badaniami kierował dr Valade (w czasie swojej pracy doktorskiej pod kierunkiem prof. Yehudy Hoffmana z Uniwersytetu Hebrajskiego) i prof. Noam Libeskind z AIP Poczdam. W prace włączyli się także dr Pomarede z Uniwersytetu Paris-Saclay, dr Pfeifer z AIP Poczdam oraz profesorowie Tully i dr Kourkchi z Uniwersytetu Hawajskiego.
Kosmologia i model ΛCDM
Badanie opiera się na powszechnie akceptowanym standardowym modelu kosmologicznym Lambda Cold Dark Matter (ΛCDM), który sugeruje, że wielkoskalowa struktura Wszechświata wyłoniła się z fluktuacji kwantowych we wczesnych stadiach kosmicznej inflacji. Te drobne wahania gęstości ewoluowały w czasie, tworząc galaktyki i gromady, które obserwujemy dzisiaj. W miarę wzrostu tych zaburzeń gęstości przyciągały otaczającą materię, tworząc obszary, w których utworzyły się minima potencjału grawitacyjnego, czyli „baseny przyciągania”.
Postęp dzięki danym Cosmicflows-4
Wykorzystując najnowsze dane z kompilacji Cosmicflows-4 (CF4), zespół zastosował algorytm Hamiltona Monte Carlo do zrekonstruowania wielkoskalowej struktury Wszechświata z dokładnością do odległości odpowiadającej w przybliżeniu miliardowi lat świetlnych. Metoda ta umożliwiła naukowcom dokonanie probabilistycznej oceny dziedzin grawitacyjnych Wszechświata, identyfikując najważniejsze baseny przyciągania rządzące ruchem galaktyk.
Baseny atrakcji Laniakea i Shapley: nowe odkrycia
Wcześniejsze katalogi sugerowały, że Galaktyka Drogi Mlecznej jest częścią regionu zwanego Supergromadą Laniakea. Jednak nowe dane CF4 oferują nieco inną perspektywę, wskazując, że Laniakea może być częścią znacznie większego basenu przyciągania Shapleya, który obejmuje jeszcze większą objętość lokalnego Wszechświata.
Wśród nowo zidentyfikowanych regionów Wielki Mur Sloan wyróżnia się jako największy basen atrakcji, o objętości około pół miliarda lat świetlnych sześciennych, czyli ponad dwukrotnie większym od basenu Shapleya, który wcześniej był uważany za największy. Odkrycia te zapewniają bezprecedensowe spojrzenie na krajobraz grawitacyjny lokalnego Wszechświata, oferując nowy wgląd w ewolucję i interakcje galaktyk i struktur kosmicznych w czasie.
Skok naprzód w rozumieniu kosmologicznym
Badania te pozwalają na głębsze zrozumienie złożonej dynamiki grawitacyjnej Wszechświata i sił, które ukształtowały jego strukturę. Identyfikacja tych basenów przyciągania stanowi znaczący postęp w kosmologii, potencjalnie zmieniając nasze rozumienie przepływów kosmicznych i struktur wielkoskalowych.
Badania te są ważne, ponieważ pogłębiają naszą wiedzę na temat wielkoskalowej struktury Wszechświata i sił grawitacyjnych, które ją kształtują. Mapując baseny przyciągania – obszary, w których grawitacja przyciąga galaktyki i materię – badanie ujawnia, jak masywne struktury kosmiczne wpływają na ruch i powstawanie galaktyk w czasie. Zrozumienie tej dynamiki nie tylko pomaga nam lepiej zrozumieć przeszłość Wszechświata i jego ciągłą ewolucję, ale także zapewnia cenny wgląd w podstawowe kwestie kosmologiczne, takie jak rozmieszczenie ciemnej materii i siły napędzające kosmiczną ekspansję. Wiedza ta może potencjalnie udoskonalić nasze modele Wszechświata i nadać kierunek przyszłym badaniom astronomicznym.
Odniesienie: „Identyfikacja basenów przyciągania we wszechświecie lokalnym” 27 września 2024 r., Astronomia przyrodnicza.
DOI: 10.1038/s41550-024-02370-0
