Космическая паутина и кластеризация галактик

В самых больших масштабах галактики образуют сеть из плотных скоплений, нитевидных филаментов и листов, окружающих огромные, почти пустые войды.

Definition

Космическая паутина — это крупномасштабная структура материи, включающая скопления в узлах, соединяющие их филаменты и листы, а также промежуточные войды; кластеризация галактик — это статистическое исследование того, как галактики пространственно коррелированы, что кодирует рост структуры и космологические параметры.

Scope

Эта тема охватывает морфологию космической паутины из филаментов, листов и войдов, статистическое описание кластеризации галактик с помощью корреляционных функций и спектров мощности, картирование структуры с помощью красных смещений, особенность барионных акустических осцилляций, используемую в качестве космической линейки, и связь между галактиками и лежащей в их основе темной материей.

Core questions

• Какова морфология космической паутины и как она возникает?
• Как статистически количественно определяется кластеризация галактик?
• Как обзоры красных смещений картируют крупномасштабную структуру?
• Как особенность барионных акустических осцилляций служит космической линейкой?

Key theories

Статистическая кластеризация

Пиблз формализовал описание кластеризации галактик с помощью корреляционных функций и спектров мощности, связывая наблюдаемое распределение галактик со статистикой лежащего в основе поля плотности.

Происхождение космической паутины

Бонд и его коллеги показали, что сеть филаментов естественным образом возникает из гравитационной неустойчивости, действующей на начальное поле плотности, при этом филаменты соединяют пики, которые становятся скоплениями.

Барионные акустические осцилляции

Предпочтительное разделение, отпечатанное на материи звуковыми волнами в ранней Вселенной, проявляется как особенность в кластеризации галактик, предоставляя стандартную линейку для измерения космических расстояний.

Clinical relevance

Космическая паутина является отпечатком космических начальных условий и гравитационного роста; измерение кластеризации галактик ограничивает содержание материи, природу темной энергии и достоверность гравитации в самых больших масштабах.

History

Статистика кластеризации Пиблза заложила теоретическую основу в 1970-х и 1980-х годах. Срез де Лаппаранта, Геллера и Хухры 1986 года выявил пузыреобразные войды и стены; филаментарная природа космической паутины была объяснена в 1996 году, а обнаружение барионных акустических осцилляций в 2005 году сделало кластеризацию точным космологическим зондом.

Key figures

• P. James E. Peebles
• Margaret Geller
• John Huchra
• Daniel Eisenstein

Seminal works

• peebles1980
• delapparent1986
• eisenstein2005

Frequently asked questions

Что такое войды в космической паутине?

Войды — это огромные, примерно сферические области размером в десятки миллионов световых лет, содержащие очень мало галактик. Они составляют большую часть объема Вселенной, при этом галактики сосредоточены в филаментах и скоплениях, которые их окружают.

Как распределение галактик может измерять космологию?

То, как галактики кластеризуются, отражает, как гравитация усиливала крошечные вариации плотности из ранней Вселенной. Статистические меры кластеризации, включая особую предпочтительную шкалу, называемую барионной акустической особенностью, кодируют количество материи и темной энергии, а также историю расширения.