ใยจักรวาลและการรวมกลุ่มของกาแล็กซี

ในระดับที่ใหญ่ที่สุด กาแล็กซีจะเรียงตัวเป็นใยของกระจุกกาแล็กซีหนาแน่น เส้นใยคล้ายด้าย และแผ่นที่ล้อมรอบช่องว่างขนาดใหญ่ที่เกือบจะว่างเปล่า

Definition

ใยจักรวาลคือรูปแบบขนาดใหญ่ของสสาร ซึ่งประกอบด้วยกระจุกกาแล็กซีที่จุดเชื่อมต่อ เส้นใยและแผ่นที่เชื่อมต่อกัน และช่องว่างที่อยู่ระหว่างกลาง การรวมกลุ่มของกาแล็กซีคือการศึกษาทางสถิติว่ากาแล็กซีมีความสัมพันธ์เชิงพื้นที่อย่างไร ซึ่งเข้ารหัสการเติบโตของโครงสร้างและพารามิเตอร์ทางจักรวาลวิทยา

Scope

หัวข้อนี้ครอบคลุมสัณฐานวิทยาของใยจักรวาลที่เป็นเส้นใย แผ่น และช่องว่าง การอธิบายทางสถิติของการรวมกลุ่มของกาแล็กซีผ่านฟังก์ชันสหสัมพันธ์และสเปกตรัมกำลัง การทำแผนที่โครงสร้างโดยการสำรวจการเลื่อนแดง คุณลักษณะการแกว่งตัวของเสียงแบริออนที่ใช้เป็นไม้บรรทัดจักรวาล และความสัมพันธ์ระหว่างกาแล็กซีกับสสารมืดที่อยู่เบื้องหลัง

Core questions

• สัณฐานวิทยาของใยจักรวาลเป็นอย่างไร และเกิดขึ้นได้อย่างไร?
• การรวมกลุ่มของกาแล็กซีถูกวัดปริมาณทางสถิติอย่างไร?
• การสำรวจการเลื่อนแดงทำแผนที่โครงสร้างขนาดใหญ่อย่างไร?
• คุณลักษณะการแกว่งตัวของเสียงแบริออนทำหน้าที่เป็นไม้บรรทัดจักรวาลได้อย่างไร?

Key theories

การรวมกลุ่มทางสถิติ

Peebles ได้วางรูปแบบการอธิบายการรวมกลุ่มของกาแล็กซีผ่านฟังก์ชันสหสัมพันธ์และสเปกตรัมกำลัง โดยเชื่อมโยงการกระจายตัวของกาแล็กซีที่สังเกตได้เข้ากับสถิติของสนามความหนาแน่นที่อยู่เบื้องหลัง

กำเนิดของใยจักรวาล

Bond และคณะได้แสดงให้เห็นว่าใยของเส้นใยเกิดขึ้นตามธรรมชาติจากการไม่เสถียรของแรงโน้มถ่วงที่กระทำต่อสนามความหนาแน่นเริ่มต้น โดยมีเส้นใยเชื่อมโยงยอดที่กลายเป็นกระจุกกาแล็กซี

การแกว่งตัวของเสียงแบริออน

การแยกตัวที่ต้องการซึ่งถูกประทับลงบนสสารโดยคลื่นเสียงในจักรวาลยุคแรกปรากฏเป็นคุณลักษณะในการรวมกลุ่มของกาแล็กซี ซึ่งเป็นไม้บรรทัดมาตรฐานสำหรับการวัดระยะทางจักรวาล

Clinical relevance

ใยจักรวาลคือร่องรอยของสภาวะเริ่มต้นของจักรวาลและการเติบโตจากแรงโน้มถ่วง การวัดการรวมกลุ่มของกาแล็กซีช่วยจำกัดปริมาณสสาร ธรรมชาติของพลังงานมืด และความถูกต้องของแรงโน้มถ่วงในระดับที่ใหญ่ที่สุด

History

สถิติการรวมกลุ่มของ Peebles ได้วางรากฐานทางทฤษฎีในช่วงทศวรรษ 1970 และ 1980 การสำรวจของ de Lapparent, Geller, และ Huchra ในปี 1986 ได้เปิดเผยช่องว่างและกำแพงคล้ายฟองสบู่ ลักษณะเส้นใยของใยจักรวาลได้รับการอธิบายในปี 1996 และการตรวจพบการแกว่งตัวของเสียงแบริออนในปี 2005 ทำให้การรวมกลุ่มกลายเป็นเครื่องมือสำรวจจักรวาลวิทยาที่แม่นยำ

Key figures

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

Seminal works

• peebles1980
• delapparent1986
• eisenstein2005

Frequently asked questions

ช่องว่างในใยจักรวาลคืออะไร?

ช่องว่างคือบริเวณกว้างใหญ่ รูปร่างค่อนข้างกลม มีขนาดหลายสิบล้านปีแสง ซึ่งมีกาแล็กซีอยู่น้อยมาก ช่องว่างเหล่านี้ประกอบขึ้นเป็นปริมาตรส่วนใหญ่ของจักรวาล โดยมีกาแล็กซีกระจุกตัวอยู่ในเส้นใยและกระจุกกาแล็กซีที่ล้อมรอบช่องว่างเหล่านั้น

การกระจายตัวของกาแล็กซีสามารถใช้วัดจักรวาลวิทยาได้อย่างไร?

วิธีการที่กาแล็กซีรวมกลุ่มกันสะท้อนให้เห็นว่าแรงโน้มถ่วงขยายความแปรผันของความหนาแน่นเล็กน้อยจากจักรวาลยุคแรกอย่างไร การวัดทางสถิติของการรวมกลุ่ม รวมถึงมาตราส่วนพิเศษที่เรียกว่าคุณลักษณะการแกว่งตัวของเสียงแบริออน จะเข้ารหัสปริมาณของสสารและพลังงานมืด รวมถึงประวัติการขยายตัว