永利老虎机

图1:通过弱透镜技术估算的二维永利老虎机图永利老虎机集中在致密团块中我们可以识别大量永利老虎机晕(用橙色圆圈表示)该图所示区域约为30平方度(总共160个)此次观察到平方度)信用:NAOJ /东京大学包括日本国家天文台和东京大学在内的多个研究所的研究小组根据新获得的成像数据,发布了前所未有的宽而暗的永利老虎机图

斯巴鲁望远镜上的Sup Suprime-Cam通过弱引力透镜技术估算永利老虎机分布(图1,电影)团队找到永利老虎机晕圈的位置和透镜信号,并发现晕圈数量可能不一致用最简单的宇宙学模型表明这可能是理解为什么宇宙膨胀是有效的新线索通过弱透镜技术估算出的二维永利老虎机图永利老虎机集中在致密团块中(图片来源:NAOJ)加速宇宙之谜在20世纪30年代,埃德温·哈勃和他的同事们发现了宇宙的扩张这是一个很大的惊喜

大多数人认为宇宙在永恒中保持不变为了在数学上表达宇宙的膨胀,需要一个关于物质和时空几何的公式

巧合的是,爱因斯坦已经开发了这样一个公式现代宇宙学是基于爱因斯坦的引力理论人们一直认为随着时间的推移,扩张正在减速(图2中的蓝线和红线),因为宇宙(物质)的内容相互吸引但是在1990年代后期,它被发现了自大约8千兆年前以来一直在加速这是另一个重大的惊喜,它让天文学家们认为这个扩张成为了第二2011年贝尔奖为了解释加速度,我们必须考虑宇宙中一些新的东西来排斥空间最简单的解决方案是将宇宙常数置于爱因斯坦方程中

宇宙学常数最初由爱因斯坦引入以实现静态宇宙,但是在发现宇宙膨胀后被遗弃标准宇宙学模型(称为LCDM)结合了宇宙学常数使用LCDM的扩展历史由图2中的绿线表示LCDM得到了许多观测的支持,但问题是什么原因加速度仍然存在这是现代宇宙学中最大的问题之一图2:宇宙的膨胀历史蓝线显示了宇宙学早期可能存在的东西后来这个宇宙学模型因为它预测了更高的生长速度和更多的结构,与观测到的星系分布不一致因此更轻提出的宇宙模型由红线表示

这个光模型也解决了所谓的“年龄问题”,存在比蓝色轨道预测的宇宙年龄更早的球状星团但是蓝色和红色线都与通货膨胀宇宙学后来当发现宇宙的加速度时,以绿色轨迹为代表的LCDM被用作最可能的模型由于增加了宇宙常数,LCDM变得与通胀模型一致信用:NAOJ宽和深成像使用Hyper Suprime-Cam进行的调查该团队正在利用Hyper Suprime-Cam(HSC)进行大规模成像调查,以探测加速宇宙的神秘性

这里的关键是要仔细研究宇宙的扩张历史在早期的宇宙中,物质几乎分布但不均匀分布密度略有波动,现在可以通过宇宙的温度波动观察到微波背景由于物质的相互引力吸引,这些微小的物质波动在宇宙时间内演化,并最终使当今宇宙的大尺度结构变得可见

众所周知,结构的增长率很大程度上取决于宇宙如何扩展

例如,如果扩张率很高,物质很难收缩,增长率就会受到抑制 这意味着可以通过观察生长速率来反向探测扩张历史

重要的是要注意,如果我们只观察可见物质(恒星和星系),则不能很好地探测生长速率这是因为我们现在知道近80%物质是一种叫做永利老虎机的无形物质团队采用了“弱引力透镜技术”遥远星系的图像被前景永利老虎机分布产生的引力场略微扭曲

系统失真的分析使我们能够重建前景永利老虎机分布这种技术在观测上非常苛刻,因为每个星系的失真通常非常微妙需要对微弱和明显小的星系进行精确的形状测量

这促使团队开发Hyper Suprime-Cam他们一直在进行广泛的成像调查自2014年3月起使用Hyper Suprime-Cam在2018年2月写这篇文章,60%的调查已经完成图3:通过弱引力透镜技术检测到具有高度显着永利老虎机晕的位置的超级凸轮 - 凸轮图像这个光环是如此巨大,以至于一些背景(蓝色)星系被拉伸切向围绕光环的中心这被称为强透镜信用:NAOJ前所未有的宽而锐利的永利老虎机图在此版本中,团队根据2016年4月拍摄的成像数据呈现永利老虎机图(图1)这只是11计划的最终地图的百分比,但它已经是前所未有的宽度从未有如此广泛的永利老虎机地图覆盖如此广阔的区域通过五种不同的彩色滤光片进行成像观察通过组合这些颜色数据,可以制作原油估计与微弱背景星系的距离(称为光度红移)同时,当镜头直接位于t之间时,镜头效率最为突出遥远的星系和观察者使用光度红移信息,星系被分组到红移区域使用这个分组的星系样本,使用层析成像方法重建永利老虎机分布,从而可以获得3D分布

图4显示了30个方形的一个这样的示例数据度数用于重建01(~13 G光年)和10(~8 G光年)之间的红移范围

在10的红移处,角度范围对应于10 G x 025 G光年这3D黑永利老虎机质量图也是相当新的这是第一次观察到永利老虎机晕的数量随着时间的推移而增加

图4:使用弱透镜技术结合的断层摄影方法重建永利老虎机的3D分布的一个例子背景星系的红移估计所有3D地图都可以在这里获得信用:东京大学/ NAOJ永利老虎机晕计数表明什么和未来前景球队计算透镜信号高于某个阈值的永利老虎机晕的数量这是生长速率最简单的测量之一

图5中的直方图(黑线)显示了观察到的透镜信号强度与观察到的晕圈数量的关系,而模型预测用实心红线表示该模型是基于标准LCDM模型,使用观察宇宙微波背景作为波动的种子

图中暗示永利老虎机晕的数量小于LCDM预期的数量

可能表明LCDM存在缺陷,我们可能不得不考虑替代而不是简单的宇宙常数图5:永利老虎机晕的数量与它们的透镜信号强度(黑色直方图)和LCDM预期的数量和最新数量普朗克卫星的CMB观测信用:NAOJ /东京大学然而,由于大误差条,统计意义仍然有限(图5中直方图上的垂直线)表明没有确凿的证据可以拒绝LCDM,但是许多天文学家都对测试LCDM感兴趣,因为差异可能是解开加速宇宙之谜的有用探测因素需要进一步观察和分析确认差异具有更高的显着性还有其他一些增长率的探索,这种分析也在进行中(例如 团队中的星系形状角度相关性)检查标准LCDM的有效性这些结果于2018年1月1日发表在日本天文学会出版物的HSC特刊上(Miyazaki等2018,“大样本”)来自Hyper Suprime-Cam斯巴鲁战略计划的剪切选择的星团S16A宽场质量图“,PASJ,70,S27; Oguri等2018”来自Hyper Suprime-Cam的二维和三维宽视场弱透镜质量图斯巴鲁战略计划S16A数据“,PASJ,70,S26”这些项目得到了MEXT和JSPS JP15H05892,JP15H05887,JP15H05893,JP15K21733,JP26800093,JP15K17600,JP16H01089以及JST的CREST JPMJCR1414出版物:Satoshi Miyazaki的Grants-In-Aid的支持

,等,“来自Hyper Suprime-Cam斯巴鲁战略计划S16A宽场质量图的剪切选择簇的大样本”,日本天文学会出版物,第70卷,第SP1期,2018年1月1日,S27,doi :101093 / pasj / psx120资料来源:日本国家天文台的藤原英明博士