우주의 진화를 이해하는 중요한 돌파구 - ScienceDaily

수천 년 동안 인간은 우주의 신비에 매료되었습니다.

우주의 기원을 상상하는 고대 철학자들과 달리 현대 우주론자들은 양적 도구를 사용하여 우주의 진화와 구조에 대한 통찰력을 얻습니다. 현대 우주론은 알버트 아인슈타인의 일반 상대성 이론이 발전한 20세기 초로 거슬러 올라갑니다.

이제 Atacama Cosmology Telescope(ACT)의 연구원들이 전체 하늘의 4분의 1에 걸쳐 분포되어 우주 깊숙이 뻗어 있는 암흑 물질의 가장 상세한 지도를 보여주는 획기적인 새 이미지를 만들었습니다. 또한 우주의 전체 수명 140억 년 동안 거대한 구조가 어떻게 성장하고 빛을 휘게 하는지에 대한 아인슈타인의 이론을 확인시켜 줍니다.

“우리는 하늘을 가로지르는 보이지 않는 암흑 물질을 가장 먼 거리까지 지도화했으며, 수억 광년에 걸쳐 있는 이 보이지 않는 세계의 특징을 명확하게 보고 있습니다.” 케임브리지 대학의 우주론 교수인 Blake Sherwin은 말합니다. ACT 연구원 그룹을 이끌고 있습니다. “우리 이론이 예측한 대로 보입니다.”

우주의 85%를 차지하고 진화에 영향을 미치고 있음에도 불구하고 암흑 물질은 빛이나 다른 형태의 전자기 복사와 상호 작용하지 않기 때문에 탐지하기 어려웠습니다. 우리가 아는 한 암흑 물질은 중력과만 상호 작용합니다.

이를 추적하기 위해 칠레 안데스 고지대에 있는 국립과학재단의 아타카마 우주론 망원경에서 데이터를 구축하고 수집한 160명 이상의 협력자들은 우주 형성의 새벽, 빅뱅 이후 방출되는 빛을 관찰합니다. 38만년. 우주론자들은 종종 우리 우주 전체를 채우고 있는 이 산란광을 “우주의 아기 사진”이라고 부르지만 공식적으로는 우주 마이크로파 배경 복사(CMB)라고 합니다.

팀은 확대경이 렌즈를 통과할 때 빛을 굴절시키는 것과 같이 140억 년의 여정에서 암흑 물질을 포함한 크고 무거운 구조의 중력이 어떻게 CMB를 휘게 하는지를 추적합니다.

“우리는 빅뱅에서 남겨진 빛의 왜곡을 사용하여 새로운 질량 지도를 만들었습니다. “놀랍게도, 그것은 우주의 ‘덩어리’와 140억 년의 진화 후 성장하는 속도가 아인슈타인의 이론에 기초한 우리의 표준 우주론 모델에서 기대할 수 있는 것임을 보여주는 측정치를 제공합니다. 중력.”

Sherwin은 “우리의 결과는 또한 일부에서 ‘우주론의 위기’라고 불리는 진행 중인 논쟁에 대한 새로운 통찰력을 제공합니다. . 이것들은 암흑 물질이 우주론의 표준 모델에서 충분히 울퉁불퉁하지 않다는 것을 암시하는 결과를 낳았고 모델이 깨질 수 있다는 우려를 불러일으켰습니다. 그러나 팀의 최신 ACT 결과는 이 이미지에서 볼 수 있는 거대한 덩어리가 정확한 크기인지 정확하게 평가할 수 있었습니다.

Cambridge Ph.D.는 “처음 보았을 때 측정 결과가 기본 이론과 매우 일치하여 결과를 처리하는 데 잠시 시간이 걸렸습니다.”라고 말합니다. 연구팀의 일원인 학생 Frank Qu. “서로 다른 측정 사이의 이러한 가능한 불일치가 어떻게 해결될 것인지 보는 것은 흥미로울 것입니다.”

“CMB 렌즈 효과 데이터는 은하계 바깥에 있는 것의 총합을 추적할 수 있는 능력에서 은하계의 가시광선에 대한 보다 전통적인 조사와 경쟁합니다. “CMB 렌즈 효과와 최고의 광학 조사가 함께 우주의 모든 질량의 진화를 명확히 밝히고 있습니다.”

“2003년에 이 실험을 제안했을 때 우리는 망원경에서 추출할 수 있는 정보의 전체 범위를 알지 못했습니다.”라고 펜실베니아 대학의 천문학과 Reese Flower 교수이자 ACT 부국장인 Mark Devlin은 말합니다. “우리는 망원경을 더 민감하게 만들기 위해 새로운 장비를 만든 많은 사람들, 그리고 우리 팀이 고안한 새로운 분석 기술의 영리함 덕분입니다.”

15년 동안 운영된 ACT는 2022년 9월에 퇴역했습니다. 그럼에도 불구하고 최종 관측 세트의 결과를 제시하는 더 많은 논문이 곧 제출될 것으로 예상되며 시몬스 천문대는 새로운 망원경으로 같은 장소에서 향후 관측을 수행할 예정입니다. 2024년에 운영을 시작할 예정입니다. 이 새로운 장비는 ACT보다 거의 10배 빠르게 하늘을 매핑할 수 있습니다.

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2023/04/230411105938.htm