Il fossile del Big Bang ha un diametro di un miliardo di anni luce!

È stato nel settembre 2014 che è stata annunciata la scoperta cielo (“Paradiso incommensurabile” o “Immenso orizzonte celeste”, in hawaiano), a super armisuper armi (super collezione, in inglese) da galassiegalassie Include il supergruppo della Vergine di cui via Latteavia Lattea. Lo dobbiamo a un team internazionale diScienziati di astronomiaScienziati di astronomia Brent Tully, dell’Università delle Hawaii a Manoa, Hélène Courtois, dell’Università di Leon I, Yehuda Hoffman, dell’Università Ebraica di Gerusalemme, e Daniel Bomarede, del CEA.

Richard Brent Tully si era già fatto un nome scoprendo con J. Richard Fisher un rapporto che permette la distanza di A Galassia a spiraleGalassia a spiraleSi tratta di un metodo sperimentale conosciuto oggi a livello internazionale come Legge di Tully-Fisher. Il ricercatore americano ha pubblicato oggi un nuovo articolo su Giornale astrofisico Con Daniel Bomarede e il loro collega australiano Colan Howlett.

I tre uomini annunciarono la loro scoperta nove anni dopo Rendiamoci felici a vicendatermine di innoinno Creazione hawaiana, il ComolepoChe evoca l’origine del mondo. È una delle grandi struttureessendoessendo Piscina osservabile Amanti galatticiAmanti galattici. In questo caso, una sorta di guscio sferico con un volume di circa un miliardoAnno luceAnno luce Nel diametro dove c’è una maggiore densità di ammassi di galassie con il superammasso di Bouvier al centro (scarpein inglese) ad una distanza di 820 milioni di anni luce dalla Via Lattea.

Previsioni per mezzo secolo

Questa è la prima volta che una sfera di questo tipo è stata illuminata direttamente misurando le distanze e le velocità delle galassie per mappare le galassie. UniversoUniverso Può essere notato. Si tratta però di un esempio di struttura che è già stata scoperta indirettamente effettuando analisi scientifiche delle cosiddette correlazioni statistiche in CampioniCampioni Popolazioni di galassie e ammassi di galassie. Queste strutture sferiche sono manifestazioni delle cosiddette onde acustiche barioniche, o BAO (Oscillazioni acustiche barioniche).

Come spiega Daniel Bomarede TwitterTwitterQueste bolle galattiche furono previste quasi 50 anni fa dal premio Nobel per la fisica James Peebles. Ma in realtà era già stato previsto nel quadro di quella che Andrei Sakharov chiamava la teoria del Big Bang freddo già a metà degli anni ’60, qualche anno prima di Peebles. Oggi ci riferiamo al lavoro del premio Nobel con uno dei suoi colleghi solo in quanto si riferisce a una teoria la grande esplosionela grande esplosione Caldo, che è il risultato finale Modello Standard della CosmologiaModello Standard della Cosmologiacosa per cui “forse” non è il caso Sostantia nigraSostantia nigra Ni de lEnergia oscuraEnergia oscura.

I BAO in particolare sono uno dei fenomeni che i cosmologi utilizzano da anni per misurare parametri del Modello Standard della cosmologia come la costante di Hubble-Leometro, la curvatura dell’universo o l’energia oscura. Possiamo considerare che Ho’oleilana sia una specie di FossileFossile Il Big Bang, anche se in qualche modo nacque circa 380mila anni dopo, a quel tempo Radiazione fossileRadiazione fossile È stato rilasciato.

A questo punto il lettore si sarà chiesto da tempo cosa siano queste oscillazioni acustiche barioniche, come vengono talvolta chiamate.

Durante il Big Bang, secondo il Modello Standard, si producono fluttuazioni quantistiche nella densità della materia che causano un rapido collasso delle concentrazioni di materia oscura. Queste concentrazioni attraggono la materia barionica ordinaria composta da protoni e neutroni, ma a differenza della materia oscura, questi barioni sono sensibili alla forza elettromagnetica, così che il gas dei fotoni che inghiotte tutta la materia resiste alla sua pressione sulla materia barionica. Ciò si traduce in onde sonore sferiche che si propagano, proprio come fanno le onde attorno ai punti di impatto delle gocce di pioggia in uno stagno, come mostrato in questa animazione. Queste onde si sovrappongono ma quando gli atomi si formano al momento della ricombinazione, la pressione di radiazione non è più presente e le bolle di materia congelano. Ebbene quasi, perché l’espansione dello spazio ne farà espandere. © Castro

BAO, onde sonore alla metà della velocità della luce

Dopo l’inizio dell’universo visibile e almeno per qualche tempo NucleosintesiNucleosintesi Primal, a pochi minuti dal leggendario Temperatura di PlanckTemperatura di PlanckL’universo è una miscela di barioni accoppiati fotonifotoniLa doccia è già dentro TemaTema noir.

Quindi vengono generate fluttuazioni nella densità della materia oscura Onde sonoreOnde sonore Gli oggetti sferici si allontanano a circa la metà della velocità della luce da regioni con maggiore densità di materia oscura. Al tempo RiassemblareRiassemblarequando il primo atomiatomi Le onde neutre compaiono 380.000 anni dopo il Big Bang, la luce si separa dalla materia barionica e il fronte di queste onde sonore, spinto dal flusso di fotoni, si congela temporaneamente.

Di conseguenza, nell’universo osservabile si formano regioni di maggiore densità di materia ordinaria che formano gusci (il cui diametro è determinato dalla velocità delle onde sonore generate dalle oscillazioni sonore). Queste regioni saranno luoghi distintivi in ​​cui le galassie si formeranno e si accumuleranno sotto forma di ammassi. Successivamente, la presenza sempre più dominante dell’energia oscura (cosa che non avveniva nel primo miliardo di anni) influenzerà il tasso di crescita degli ammassi di galassie.

Innanzitutto, se consideriamo un ampio campione di galassie sulla superficie di una sfera il cui centro è l’osservatore terrestre (e quindi allo stesso tempo nella storia dell’universo e alla stessa distanza da noi per ciascuna galassia) e che se misuriamo le distanze tra due coppie, si verifica un eccesso di un valore di distanza associato al valore dei gusci materiali di cui abbiamo parlato in precedenza, come mostrato nel video qui sopra.

Eccellente display per BAO. Per una traduzione francese abbastanza accurata, clicca sul rettangolo bianco in basso a destra. La traduzione in inglese dovrebbe apparire successivamente. Cliccate poi sul dado a destra del rettangolo, poi su “Traduzioni” e infine su “Traduci automaticamente”. Scegli “francese”. ©PBS SpaceTime

Chiave per studiare l’energia oscura

Abbiamo allora una sorta di scalare la cui lunghezza intrinseca è nota per un dato periodo della storia cosmica. E misurando per noi il valore nominale di questa lunghezza, possiamo dedurre la distanza assoluta. E se misuriamo i diversi spostamenti spettrali, possiamo tracciare una curva che collega la distanza cosmica, lo spostamento spettrale e le misurazioni della distanza e del tempo consentendo di stimare le velocità di espansione dello spazio in una determinata data. Lei gioca a questo gioco, ma con… luminositàluminosità Standard di luminosità chiari: cosa sono? SupernovaeSupernovae SN Ia – Abbiamo appena rilevato l’espansione accelerata dello spazio negli ultimi miliardi di anni.

Tuttavia, a seconda del modello cosmologico che consideriamo, con o senza energia oscura, è quest’ultima oppure no Costante cosmologicaCostante cosmologica, non otteniamo la stessa curva. Allo stesso modo, il tasso di crescita degli ammassi di galassie non è lo stesso. Si tratta quindi di un secondo modo, con le supernovae, per dimostrare l’esistenza dell’energia oscura ed esplorarne la natura.

Les BAO et Ho’oleilana. © Danielle Bomarede

Questo è molto in teoria su Haulailana, ma in pratica la scoperta è l’ultimo risultato di un programma lanciato alla fine degli anni 2000. Elena Courtois e Brent Tully sotto il nome di “Cosmic Flows”. Il primo era basato su un catalogo delle velocità di 1.700 galassie, ma negli anni si è passati da Cosmicflows-1 a Cosmicflows-1. Flussi cosmici-4 Con 30.000 galassie. “Daniele Bomarede” Responsabile della mappatura, visualizzazione, 3D e interattiva del catalogo Cosmicflows dal 2010. Come si legge nel comunicato stampa diffuso dal CEA, che si concludeva con le seguenti dichiarazioni:

« Ho’oleilana ha le proprietà geometriche di un’oscillazione barionica acustica prevista in teoria, inclusa l’emergere di un ricco superammasso al suo centro, ma con più potenza del previsto. Ho’oleilana è leggermente più grande del previsto e Costante di HubbleCostante di Hubble che possiamo dedurre dalle sue dimensioni è coerente con le misurazioni nell’universo locale (supernovae, CefeidiCefeidi…) e in tensione con misurazioni effettuate nell’universo lontano (Planck con CMB, SDSS e…) quasarquasar…).

Dati futuri più approfonditi, come quello di Strumento per la spettroscopia dell’energia oscura (Desi) o 4MOST Indagine emisferica Potrebbe rendere possibile la scoperta di strutture simili altrove nell’universo vicino. I ricercatori utilizzeranno questi dati per studiare e confermare maggiori dettagli su Ho’oleilana, BAO e il tasso di espansione dell’universo. »

Ricordiamo che esiste una tensione in cosmologia tra le due misurazioni principali della costante di Hubble-Leometro.

Nel febbraio 2023, Daniel Pomaridy, cosmologo del CEA, è venuto a CentraleSupélec per parlare del suo lavoro di ricerca sugli ammassi di galassie giganti. © CosmiCS, Club di Astronomia CentraleSupélec