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admin - 2008-8-26 14:41:00

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“斯隆3计划”绘制宇宙3D图

  北京时间8月19日消息,据英国新科学家杂志报道,目前,宇宙制图师正在绘制迄今世界上最大的宇宙3D图,它将揭示由宇宙大爆炸后所形成的起伏宇宙景像,同时为我们提供理解太空外形和暗能量自然属性的重要线索。



  “斯隆3计划”是使用位于新墨西哥州Sunspot市的特殊广角望远镜进行观测的最新太空探测项目,自从完成“斯隆1计划”和“斯隆2计划”太空探测之后,该望远镜的摄像仪和光学镜部分已得到了升级,使其仪器装置变得更加灵敏。目前,美国亚利桑那州大学负责斯隆3计划的主管丹尼尔?艾森斯坦称,此次太空探测计划在策略上有一些变化,早期太空探测主要致力于研究附近的星系,而斯隆3计划最大的目标是绘制距离80亿光年之遥发光星系的位置。


  在距离地球80亿光年的范围内存在着上百万个星系,研究小组期望能够观看到微妙的宇宙地图。目前,研究人员正在观测更久远的宇宙景象,比如观看宇宙大爆炸之后38万年时喷射的宇宙微波背景辐射。许多宇宙景象是由喧嚣声波传播通过浓密、炽热的早期宇宙时形成的。

  在这种宇宙不协调现象中,特殊之处在于喧嚣声波多于寂静的声波,这些喧嚣的声波仍幸存于现今,以星系群特有波长形式存在着。艾森斯坦告诉《新科学家》杂志:“星系很可能更苗条一些,彼此之间相隔5亿光年,而并非4亿或6亿光年间隔。通过绘制数百万个星系的位置,斯隆3计划研究小组专家将能看到宇宙的宽度范围。”


  他们同时希望能够看到星系间气体丛,该气体群存在于遥远类星体的吸收光线中。艾森斯坦说,“这是研究人员第一次试图探测星系间气体丛。”


  这项研究所观测到的外观星系尺寸将告诉天文学家这些星系看上去究竟有多远,以及依据红向移动(redshift)应当绘制的实际距离。红向移动是由于宇宙膨胀导致的宇宙光线变红现象,从而能够证实宇宙膨胀的历史记录。


  通过观测将进一步知道什么力量在宇宙中起到关键作用,观测宇宙如何加速变化将揭示是否暗能量正在变得更强还是更弱,或是仅停留在相同状态下。结合超新星的观测资料和其他天文学数据,斯隆3计划对宇宙谜团提供迄今最好的解释。


  曲线空间作为宇宙的一项“法则”,可以显示出时空的外型,如果时空出现大范围地弯曲,将会放大或缩小非常遥远星体的外观大小。天文学家称,由于空间弯曲率在强红向移动状态下产生比暗能量更强的效应,因此像这样的外观长度改变可理解为暗能量变化导致的结果。如果出现放大现象将意味着空间像球体表面那样弯曲变形,意味着我们生活在一个有限的宇宙空间中。


  斯隆3计划将更近一步地观测银河系,绘制出银河系地图,监控1万颗恒星,从而证实银河系内存在着巨大的行星。
admin - 2008-8-26 14:42:00

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科学家首次绘制出宇宙暗物质三维数字地图


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上面这幅哈勃望远镜拍摄的照片中左边显示的是普通物质,右边显示的是暗物质。



据美国有关媒体1月8日报道,美国的一个科研小组7日宣布,历经数年的努力,天文学家们最终绘制完成首张宇宙暗物质三维数字地图。这张数字地图不仅能够显示暗物质的空间,还能够显示它们的时间。与暗物质相比,地图中的“亮物质”就像是黑夜中闪闪发光的宝石。

  该科研小组在介绍中称,天文学家们去年公布了宇宙中存在暗物质的直接证据,但由于暗物质不会发出任何光线,因此目前所有的观测手段都无法直接拍摄到它们的图片。天文学家们运用特殊的观测工具来记录宇宙中一些扭曲的光线,通过对这些因重力而发生扭曲的光线的分析,判断出暗物质在宇宙中的位置和大小,甚至包括它们形成的具体时间等。在整个宇宙中,由于暗物质所占的比例极大,而且还是黑暗不可见的,所以“亮物质”在三维地图上就像是在黑夜中闪闪发光的宝石。此次绘制完成宇宙暗物质三维数字地图,对于人类研究宇宙的起源以及未来演化具有极为重要的意义。

  美国加利福尼亚理工学院教授、该地图绘制小组成员理查德-马赛说,“早在上个世纪30年代,天文学家们在进行观测时就发现了宇宙中的许多奇怪现象,他们当时根本无法解释一些质量看起来很小的星系为什么不会破裂。直到后来出现暗物质理论后,天文学家们才意识到原来是暗物质的重力将这些星系聚合在了一起。随着观测取得的进展,天文学家们最终找到了暗物质存在的直接证据。在整个宇宙中,只有大约六分之一的物质是可见的,其余的则全部都是暗物质。遥远星系发出的光线在宇宙中并不会直线传播,由于宇宙本身是扭曲和弯曲的,所以光线在传播时也会随之出现扭曲。”

  理查德-马赛说,绘制完成的三维数字地图还能显示暗物质随时间进化的过程。根据暗物质距离地球的远近,天文学家们将它们划分成三大类,这一距离主要是根据暗物质光线红移来进行判断的。由于宇宙目前仍然在不断的膨胀,许多恒星和星系都在不断远离我们,它们的波长颜色也会因此发生改变。时间以及空间与宇宙是密切联系的,物体的红移越高,也就意味着当时的宇宙越年轻或者体积越小。在三维地图中,人们可以清楚地查发现,随着时间的流逝,暗物质的数量就会变得越来越多,这与天文学界目前的理论完全吻合。

  美国哈佛大学-史密森天体物理中心的天文学家马克希姆-马可维奇说:“一个典型的星系中所有的物质都占据着同一个空间,在发现的这个碰撞事件中,星际气体以及星系团在宇宙中被分裂开来,两个发生碰撞的星系团由于碰撞互相融合,但其中的星系气云的融合却不是那么简单。宇宙暗物质的三维地图绘制完成后,将会使得我们对宇宙的研究迈向精确化,而在此之行,这一切都是不可能想象的。”

  距离地球三十亿光年之遥的两个星系团之间的碰撞,使得天文学家们首次捕捉到暗物质存在的最直接证据。暗物质是一种无形物质,据认为,宇宙中80%的物质都是暗物质。为了捕捉到运转中的暗物质,美国斯坦福大学科维理研究所及亚利桑那大学和佛罗里达大学两所高校的天体物理学家对星系团中的可见物质的X光照片和总质量图谱进行了比较。他们通过测量来自遥远星系的光线经过时所弯曲的程度,获得了总质量图谱,这一现象也称为引力透镜。当两个星系团以每小时1000万英里的速度撞在一起时,可见物质在撞击的极度拥挤过程中放缓速度,但暗物质仍无拘无束地飞过。如果暗物质存在于宇宙中,那么它也应该在地球中存在。
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