logaritmické měřítko koncepce pozorovatelného vesmíru. Galaxie ustupují ve velkém měřítku… struktura a horká, hustá plazma velkého třesku na okraji města. Snažit se zjistit, kolik galaxií existuje ve vesmíru, je jedním z velkých kosmických úkolů naší doby.,
Wikipedie uživatele Pablo Carlos Budassi
Když se budete dívat na noční oblohu, přes závoj hvězdy a rovinou Mléčné dráhy blízko, můžete si pomoci, ale cítit malý před velkou propastí Vesmíru, které leží mimo. I když jsou téměř všechny pro naše oči neviditelné, náš pozorovatelný vesmír, který rozšiřuje desítky miliard světelných let ve všech směrech, obsahuje v sobě fantasticky velké množství galaxií.,
kolik galaxií tam bylo dříve záhadou, s odhady stoupajícími z tisíců na miliony na miliardy, to vše s vylepšenou technologií dalekohledu. Pokud bychom udělali nejpřímější odhad pomocí dnešní nejlepší technologie, uvedli bychom, že v našem vesmíru je 170 miliard galaxií. Ale víme víc než to, a náš moderní odhad je ještě větší: dva biliony galaxií. Takhle jsme se tam dostali.
naše nejhlubší galaxie průzkumy mohou odhalit objekty desítky miliard světelných let daleko,ale i s…, ideální technologie, mezi nejvzdálenější galaxií a Velkým třeskem bude velká vzdálenost. V určitém okamžiku naše přístrojové vybavení prostě nemůže odhalit všechny.
Sloan Digital Sky Survey (SDSS)
v ideálním světě bychom je jednoduše spočítali všechny. Ukázali jsme naše dalekohledy na oblohu, pokrývají celou věc, sbírat každý foton emitovaný cestě, a detekovat každý objekt, který tam byl, bez ohledu na to, jak slabý., S libovolně dobrou technologií a nekonečným množstvím zdrojů bychom jednoduše změřili všechno ve vesmíru, a to by nás naučilo, kolik galaxií je venku.
ale v praxi to nebude fungovat. Naše dalekohledy jsou omezené velikosti, což zase omezuje, kolik fotonů mohou sbírat a rozlišení, které mohou dosáhnout. Je tu kompromis mezi tím, jak slabý objekt můžete vidět a kolik oblohy můžete vzít najednou. Část vesmíru je zakryta zasahující hmotou., A čím je objekt vzdálenější, tím je slabší; v určitém okamžiku je zdroj dostatečně daleko, že ani pozorování po celé století neodhalí takovou galaxii.
hvězdy a galaxie, které vidíme dnes ne vždy existují, a dál do minulosti jdeme, tím blíže… dokonale hladký vesmír dostane, ale tam je limit na hladkost, že by mohl dosáhnout, jinak bychom neměli žádnou strukturu vůbec dnes. Abychom to všechno vysvětlili, potřebujeme změnu velkého třesku: kosmologickou inflaci.
NASA, ESA a a., Feild (STScI)
takže to, co můžeme udělat, je místo toho Zobrazit jasnou část vesmíru bez zasahování hmoty, hvězd nebo galaxií co nejhlubší. Čím déle budete zírat na jedno místo na obloze, tím více světla budete sbírat a čím více budete odhalit. Poprvé jsme to udělali v polovině-1990 s Hubblova kosmického Dalekohledu, ukazuje na kousku oblohy, který bylo známo, že prakticky nic není, a jednoduše sedět na místě a nechat Vesmír odhalit, co bylo k dispozici.,
prázdná oblast oblohy, zobrazená ve žlutém poli ve tvaru písmene L, byla oblast zvolená jako pozorování… umístění původního obrazu hlubokého pole Hubble. Bez známých hvězd nebo galaxií v ní, v oblasti bez plynu, prachu nebo známé hmoty jakéhokoli typu, to bylo ideální místo pro pohled do propasti prázdného vesmíru.
NASA / Digital Sky Survey, STScI
byla to jedna z nejrizikovějších strategií všech dob., Pokud se to nepodařilo, byla by to ztráta přes týden pozorovací čas na nově opraven Hubbleův Vesmírný Dalekohled, nejžádanější observatoř, aby se data. Ale pokud se to podařilo, slíbila, že odhalí pohled na vesmír způsobem, který jsme nikdy předtím neviděli.
shromáždili Jsme data pro stovky dráhy, přes velké množství různých vlnových délkách, v naději, že odhalit galaxií, které byly slabší, vzdálenější a těžší než vidět nějaké byly objeveny dříve. Doufali jsme, že se dozvíme, jak ultra-vzdálený vesmír skutečně vypadal., A když byl ten první snímek konečně zpracován a propuštěn, dostali jsme pohled na rozdíl od jiných.
původní obraz hlubokého pole Hubble poprvé odhalil některé z nejslabších, nejvíce… vzdálené galaxie, jaké kdy byly vidět. Pouze s multiwavelength, dlouhé expozice-pohled z ultra-vzdálený Vesmír, že bychom mohli odhalit ty nikdy-dříve-viděný objekty.
R. Williams (STScI), tým Hubble Deep Field a NASA
všude, kam jsme se podívali, ve všech směrech byly galaxie. Nejen několik, ale tisíce a tisíce z nich., Vesmír nebyl prázdný a nebyl tmavý; byl plný světelných zdrojů. Pokud jsme byli schopni vidět, hvězdy a galaxie byly shluknuty a shlukovány všude.
ale existovaly i jiné limity. Galaxie se zmítá v expanzi Vesmíru, což způsobuje rudý posuv vzdálených galaxií kolem bodu, kde naše optické a blízké infračervené dalekohledy (jako Hst), by mohlo odhalit. Konečné velikosti a časy pozorování znamenaly, že byly vidět pouze galaxie nad určitým prahem jasu., A velmi malé galaxie s nízkou hmotností, jako je Segue 3 na našem vlastním dvorku, by byly příliš slabé a malé na vyřešení.
Pouze přibližně 1000 hvězdy jsou přítomny v celé trpasličí galaxie Segue 1 a Segue 3,… která má gravitační hmotnost 600 000 sluncí. Hvězdy tvořící trpasličí satelit Segue 1 jsou zde zakroužkovány. Pokud je nový výzkum správný, pak temná hmota bude poslouchat jinou distribuci v závislosti na tom, jak ji formace hvězd v průběhu historie galaxie zahřála.,
Marla Geha a Keck Observatoří
Takže můžeme překonat náš technologické limity od poloviny-1990 obrazu, ale i tak jsme nikdy nemohli získat všechny galaxie. Nejlepší pokus, který jsme kdy udělali, byl Hubble eXtreme Deep Field (XDF), který představoval kompozitní obraz ultrafialových, optických a infračervených dat. Tím, že pozoruje jen malý kousek oblohy tak malý, že by se 32 milionů z nich pokrýt všechny možné směry jsme se mohli podívat, jsme nashromáždil celkem 23 dnů v hodnotě dat.,
stohování všeho dohromady do jediného obrazu odhalilo něco, co nikdy předtím nebylo vidět: celkem přibližně 5 500 galaxií. To představovalo nejvyšší hustotu galaxií, jaké kdy byly pozorovány úzkým paprskem podobným tužce ve vesmíru.
různé kampaně s dlouhou expozicí, jako je zde zobrazené Hubble eXtreme Deep Field (XDF), odhalily… tisíce galaxií v objemu vesmíru, který představuje zlomek miliontiny oblohy., Ale i se vší silou Hubblea a veškerým zvětšením gravitačního čočkování existují ještě galaxie mimo to, co jsme schopni vidět.
NASA, ESA, Teplitz H. a M. Rafelski (IPAC/Caltech), A. Koekemoer (STScI), R. Windhorst (Arizona State University), a Z. Levaye (STScI)
možná Si myslíte, tedy, že bychom mohli odhad počtu galaxií ve Vesmíru tím, že počet jsme zaznamenali v tomto snímku a násobením počtu takové obrazy, že by se k pokrytí celé oblohy.,
ve skutečnosti můžete získat velkolepé číslo: 5500 vynásobené 32 miliony vyjde na neuvěřitelných 176 miliard galaxií.
ale to není odhad, to je nižší limit. Nikde v tomto odhadu se neobjevují příliš slabé, příliš malé nebo příliš blízké galaxie. Nikde se neobjevují galaxie zakryté neutrálním plynem a prachem, ani galaxie umístěné za schopnostmi Redshift Hubble. Přesto, stejně jako tyto galaxie existují poblíž, měly by existovat i v mladém, vzdáleném vesmíru.,
galaxie srovnatelné s dnešní Mléčnou dráhou jsou četné, ale mladší galaxie, které jsou mléčné… Way-like jsou ve své podstatě menší, modřejší, chaotičtější a bohatší na plyn obecně než galaxie, které dnes vidíme. Pro první galaxie ze všech, to by mělo být přijato do extrému, a zůstává platný tak daleko, jak jsme kdy viděli.
NASA a ESA
velká složka, kterou musíme přijít s opravdovým odhadem, je to, jak struktura přesně tvoří ve vesmíru., Pokud můžeme spustit simulaci, která začíná:
- ingredience, které tvoří Vesmír,
- správné počáteční podmínky, které odrážejí naši realitu,
- a správnou fyzikální zákony, které popisují povahu,
můžeme simulovat, jak by takový Vesmír se vyvíjí. Můžeme simulovat, když se tvoří hvězdy, když gravitace vtáhne hmotu do dostatečně velkých sbírek, aby vytvořila galaxie, a porovnat to, co naše simulace předpovídají s vesmírem, a to jak blízko, tak daleko, které skutečně pozorujeme.,
možná překvapivě existuje více galaxií v raném vesmíru než dnes. Ale nepřekvapivě, jsou menší, méně masivní, a jsou určeny ke sloučení do starých spirál a eliptik, které dominují vesmíru, který obýváme v současné době. Simulace, které nejlépe odpovídají realitě, obsahují temnou hmotu, temnou energii a malé výkyvy semen, které v průběhu času rostou na hvězdy, galaxie a shluky galaxií.,
Nejvíce pozoruhodně, když se podíváme na simulace, které odpovídají zjištěným údajům nejlepší, které můžeme získat, na základě naší nejmodernější porozumění, které shluky struktura by měla přirovnat ke galaxii v našem Vesmíru.
simulace rozsáhlé struktury vesmíru. Identifikace, které oblasti jsou husté a… dostatečně masivní, aby odpovídala galaxiím, včetně počtu galaxií, které existují, je výzvou, na kterou kosmologové teprve nyní stoupají.
Dr., Zarija Lukic
když to uděláme přesně, dostaneme číslo, které není nižší limit, ale spíše odhad skutečného počtu galaxií obsažených v našem pozorovatelném vesmíru. Pozoruhodná odpověď?
od dnešního dne by v našem pozorovatelném vesmíru měly existovat dva biliony galaxií.
přesto je toto číslo tak pozoruhodně odlišné od odhadu dolního limitu, se kterým jsme přišli z obrazu Hubble eXtreme Deep Field., Dva biliony versus 176 miliard znamená, že více než 90% galaxií v našem vesmíru je mimo detekční schopnosti i největší observatoře lidstva, i když hledáme téměř měsíc najednou.
dvě blízké galaxie, jak je vidět v ultrafialovém pohledu na zboží-Jižní pole, z nichž jedna je… aktivně vytvářející nové hvězdy (modré) a další, které jsou jen normální galaxií. V pozadí lze vidět i vzdálené galaxie s jejich hvězdnými populacemi., I když jsou vzácnější, stále existují galaxie v pozdním čase, které aktivně vytvářejí obrovské množství nových hvězd.
NASA, ESA, P. Oesch (University of Geneva), a. M. Montes (University of New South Wales)
v Průběhu času, galaxie sloučeny dohromady a rostla, ale malé, slabé galaxie stále zůstávají dnes. I v naší vlastní místní skupině stále objevujeme galaxie, které obsahují pouhé tisíce hvězd, a počet galaxií, o kterých víme, se zvýšil na více než 70., Nejslabší, nejmenší, nejvzdálenější galaxie ze všech se stále neobjevují, ale víme, že tam musí být. Poprvé můžeme vědecky odhadnout, kolik galaxií je ve vesmíru.
dalším krokem ve velké kosmické skládačce je najít a charakterizovat co nejvíce z nich a pochopit, jak vesmír vyrostl. Vedeni vesmírným dalekohledem James Webb a další generací pozemních observatoří, včetně LSST, GMT a ELT, jsme připraveni odhalit dosud neviditelný vesmír jako nikdy předtím.