新研究从“直接观测”推测宇宙结构

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新研究从“直接观测”推测宇宙结构

宇宙间粒子的相互作用如何让宇宙演化成现在人们看到的这个结构?一组研究者通过汇集大量星系的数据,反向推理出能够解释宇宙结构的理论。

一直以来,宇宙如何演变成现在看到的这种结构一直是很难解释的问题。合作研究员本森(Andrew Benson)说:“宇宙中所有粒子间引力的相互作用太复杂了,超出数学可以解释的范围。”

因此天文学家或者使用数学的近似值,以牺牲精确度为代价;或者模拟星系之间的相互作用,而不能模拟所有粒子之间的相互作用进行研究。

美国卡内基科学研究所(Carnegie Institution for Science)的科学家,用位于智利的麦哲伦巴德望远镜十年间的数据,分析了10万个星系,观测宇宙星系时间跨度大90亿年,从现代追溯到宇宙诞生仅45亿年的时期。

这份研究的负责人凯尔森(Daniel Kelson)说:“我们研究的一个主要目标是,汇总大量遥远星系内恒星的质量,使用这个信息作为探查宇宙如何形成这种结构的依据。”

他们的研究显示,密度高的物质团发展速度快,密度低的物质团发展速度慢。由此,他们反推出宇宙原始的物质分布和密度变化。

这份研究是第一个从单个结构的发展推测整个宇宙的发展的研究。他们认为物质密度的不均匀创造了宇宙最初的结构。这与宇宙早期的数据——由普朗克研究所提供的宇宙微波背景(CMB)数据相符。

凯尔森说,他们为这个宇宙结构难题提供了一种非常简单、准确的研究思路。

这份研究近期发表在《王家天文学会月刊》(Monthly Notices of the Royal Astronomical Society)上。

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