우주 레슬링 경기

우리 우주의 나이는 약 138억년입니다. 이 광대한 시간 동안, 가장 작은 초기 비대칭성은 밤하늘의 망원경을 통해 볼 수 있는 대규모 구조로 성장했습니다. 즉, 우리 은하수와 같은 은하, 은하단, 심지어 더 큰 물질이나 필라멘트의 집합체 등이 있습니다. 가스와 먼지. 이 성장이 얼마나 빨리 일어나는지는 적어도 오늘날의 우주에서는 일종의 자연력 사이의 씨름 경기에 달려 있습니다. 중력을 통해 모든 것을 결합하고 추가 물질을 끌어당기는 암흑 물질이 우주를 밀어내는 암흑 에너지에 맞서 스스로 버틸 수 있습니까? 우주가 더 멀리 떨어져 있나요?

LMU 천체물리학자 다니엘 그륀(Daniel Grün)은 “하늘의 구조를 정확하게 측정할 수 있다면 이러한 투쟁을 관찰할 수 있다”고 말했습니다. 이곳은 망원경 관측 프로젝트가 시작되는 곳으로, 하늘의 넓은 범위를 이미지로 매우 정확하게 포착합니다. 예를 들어, 칠레의 블랑코(Blanco) 망원경과 최근 의뢰된 유클리드(Euclid) 위성을 이용한 암흑 에너지 조사가 있습니다. LMU 과학자들은 수년간 리더십 역할을 포함하여 두 프로젝트에 모두 참여해 왔습니다.

현재까지 평가된 데이터세트 중 최대 규모

우리로부터 개별 구조물과 은하계의 거리를 정확하게 결정하는 것이 항상 쉬운 것은 아니지만 매우 중요합니다. 결국, 은하계가 더 멀리 떨어져 있을수록 그 빛이 우리에게 도달하는 시간이 길어지고 따라서 더 오래될수록 은하계의 관찰을 통해 드러나는 우주의 모습이 드러납니다. 정보의 중요한 원천은 관찰된 은하의 색으로, 이는 Blanco와 같은 지상 망원경이나 Euclid와 같은 위성으로 측정됩니다. Jamie McCullough와 Daniel Grün이 이끄는 팀의 새로운 연구는 저널에 게재되었습니다. MNRAS는 현재까지 가장 큰 데이터 세트를 분석하고 다양한 은하의 색상이 실제 거리에 대해 실제로 무엇을 나타내는지 밝혀냈습니다.

원칙적으로 은하계의 거리는 분광학을 통해 정확하게 결정될 수 있습니다. 여기에는 먼 은하의 스펙트럼 선을 측정하는 작업이 포함됩니다. 우주 전체가 팽창함에 따라 은하의 파장이 길어질수록 우리 은하가 더 멀어지는 것처럼 보입니다. 먼 은하계의 빛파동이 우리에게 오는 긴 여정 속에서 뻗어나가기 때문이다. 적색편이로 알려진 이 효과는 은하계 이미지에서 기기가 측정하는 겉보기 색상도 변경합니다. 실제보다 더 붉게 보입니다. 이는 구급차 사이렌이 우리를 지나쳐 멀어질 때 들리는 명백한 음조에서 우리가 듣는 도플러 효과와 유사합니다.

두 개의 은하계는 동일하지 않다

Jamie McCullough는 LMU와 스탠포드 대학의 박사 연구원입니다. 분석을 위해 그녀는 은하색의 정확한 측정을 위해 현재까지 가장 큰 데이터 세트(KiDS-VIKING)와 함께 DESI(Dark Energy Spectroscopic Instrument)의 분광 측정을 사용했습니다. 특히 저자는 총 230,000개 은하에 대한 DESI의 분광 데이터를 KiDS-VIKING 조사에서 이러한 은하의 색상과 결합하고 이 정보를 사용하여 우리로부터 은하까지의 거리와 관측된 색상 및 밝기 사이의 관계를 결정했습니다. 우주에 있는 두 개의 은하계는 동일하지 않지만, 비슷한 은하계의 각 등급에 대해 관측된 색과 적색편이 사이에는 특별한 관계가 있습니다. Jamie McCullough는 “거리 정보를 은하 모양 측정과 결합할 수 있다면 빛 왜곡으로부터 대규모 구조를 추론할 수 있습니다”라고 말합니다. 이번 연구 결과는 유클리드(Euclid)나 암흑 에너지 조사(Dark Energy Survey)가 촬영한 이미지에서 관찰된 각 은하계의 실제 거리를 통계적으로 결정하는 것을 가능하게 했습니다.

수백만 개의 은하계를 통과하는 대화형 비행

관찰된 은하 이미지의 왜곡을 분석함으로써 과학자들은 오늘날과 수십억 년 전의 우주 구조의 행동에 대해 배우고 더 잘 이해할 수 있을 것입니다. 이를 통해 우주의 진화 역사에 대한 통찰력을 얻게 될 것입니다. 시간이 지남에 따라 구조가 형성되는 과정을 관찰하기 위해 수십억 년을 기다릴 필요는 없습니다. 지구로부터 다양한 거리에서 구조를 측정하는 것으로 충분합니다. 이미지만으로는 이것이 거의 불가능합니다. 이미지에 나타나는 모습만으로는 은하계에서 우리 은하까지의 거리를 알 수 없기 때문입니다. Jamie McCullough의 연구는 은하의 겉보기 “색상”이 우리와의 거리에 대해 알려주는 모델을 제공함으로써 이 문제의 열쇠를 담고 있습니다.

암흑 물질과 암흑 에너지가 어떻게 씨름하는지 관찰

다양한 거리에서 은하를 정확하게 관찰하고 분포하는 주요 목표는 암흑 물질과 암흑 에너지의 자연적인 힘 사이의 엄청난 레슬링 경기에 대한 통찰력을 얻는 것입니다. “무슨 일이 일어나고 있는지 실제로 보려면 이번 경기의 개별 라운드를 관찰할 수 있어야 합니다.”라고 Grün은 말합니다. 이는 암흑 에너지가 우주에서 더 큰 질량 축적의 형성을 따라잡아 잠재적으로 저지할 준비가 되어 있기 때문입니다. 그래야만 우리는 실제로 암흑물질과 암흑에너지가 무엇인지, 그리고 그 중 어느 것이 궁극적으로 승리하게 될지 이해할 수 있을 것입니다.”

출처: https://www.sciencedaily.com/releases/2024/07/240715135346.htm