Карта вселенной: Создана самая большая и подробная 3D-карта Вселенной

Создана самая большая и подробная 3D-карта Вселенной

Астрономы создали самую большую и подробную на сегодняшний день 3D-карту распределения галактик во Вселенной. Трехмерная карта показывает положение более 7,5 миллионов галактик, сообщается на сайте Национальной лаборатории имени Лоуренса в Беркли (США).

Фото: D. Schlegel / Berkeley Lab using data from DESI

Команда астрономов под руководством Жюльена Гая представила первый промежуточный результат исследования неба, начатого в мае 2021 года. С помощью спектрографического прибора DESI (Dark Energy Spectrographic Instrument) удалось каталогизировать более 7,5 миллионов галактик. Астрономы убеждены: это своего рода рекорд, ведь их карта дает значительно больше информации, чем все предыдущие карты галактик вместе взятые. Ежемесячно на 3D-карту добавляется еще около миллиона галактик. И это только начало, прогнозируют ученые: к 2026 году в рамках проекта должно быть нанесено на карту около 35 миллионов галактик.

Это картирование галактик стало возможным благодаря специально разработанному прибору — спектроскопическому прибору темной энергии (DESI). DESI, установленный на четырехметровом телескопе в Национальной обсерватории Китт-Пик в Аризоне, сканирует небо участками по восемь квадратных градусов, регистрируя одновременно 5000 световых спектров в диапазоне от видимого до ближнего инфракрасного излучения.

Данные, полученные в рамках проекта DESI, дают информацию о положении и степени красного смещения галактик, а также о расстоянии до них и скорости, с которой они удаляются от нас.

С одной стороны, 3D-картирование информирует о распределении галактик в космосе. «Мы видим огромные скопления, нити и пустоты, — говорит Жюльен Гай. — Они представляют собой самые большие структуры во Вселенной». В то же время эти большие структуры дают ключ к разгадке их формирования в первые дни существования. По словам Гая, «в этих структурах мы находим отпечаток ранней Вселенной».

Кроме того, с помощью DESI астрономы надеются получить информацию о расширении космоса и его движущих силах. Измерения показывают: Вселенная расширяется, и этот процесс ускорился за последний миллиард лет. Однако по-прежнему нет единого мнения о масштабах этого расширения, равно как и о том, что им движет.

Темная энергия считается наиболее вероятным кандидатом на роль силы, которая раздвигает галактики и всю пространственно-временную структуру все дальше и дальше друг от друга. Согласно современной теории, темная энергия составляет почти 70% постоянно ускоряющейся и расширяющейся Вселенной и в конечном итоге определит ее судьбу. Но какова природа темной энергии и как именно она работает, неясно. Однако, считают астрономы, точное картирование расширения могло бы, по крайней мере, указать на интенсивность ее действия. Таким образом, данные DESI должны помочь в понимании этих вопросов.

Ожидается, что DESI продолжит сканирование неба до 2026 года — измерит расстояния до 35 миллионов галактик и их положение.

Создана самая большая и подробная 3D-карта Вселенной

Однако такой результат — это всего лишь 10% запланированных работ. Об этом сообщает лаборатория Лоуренса в Беркли.

Цель проекта — изучение темной энергии с помощью красного смещения далеких галактик.

Фото: Лаборатория Беркли

Трехмерное компьютерное сканирование Вселенной DESI. Земля находится в левом нижнем углу и смотрит на расстояние более 5 миллиардов световых лет в направлении созвездия Девы. По ходу видео перспектива перемещается в сторону созвездия Волопаса. Каждая цветная точка представляет собой галактику, которая, в свою очередь, состоит из сотен миллиардов звезд. Гравитация затянула галактики в «космическую паутину» из плотных скоплений, нитей и пустот. (Источник: Д. Шлегель/Лаборатория Беркли с использованием данных DESI)

Спектроскопический прибор темной энергии (английская аббревиатура DESI) собирает подробные изображения цветового спектра миллионов галактик на более чем трети всего неба.

Разбивая свет от каждой галактики на спектр цветов, DESI может определить, насколько сильно свет сместился в красную сторону — световая волна за миллиарды лет растягивается к красному концу спектра из-за расширения Вселенной, прежде чем достигает Земли. Именно эти красные смещения позволяют оценить глубину неба. Чем сильнее смещен спектр галактики в красную сторону, тем дальше она находится.

Имея под рукой трехмерную карту космоса, физики могут наносить на карту скопления и сверхскопления галактик. Эти структуры несут в себе отголоски своего первоначального формирования, когда они были просто рябью в зачаточном космосе. Улавливая их, физики могут использовать данные для определения истории расширения Вселенной.

Понимание истории расширения имеет решающее значение — так можно спрогнозировать, ни больше ни меньше, судьбу всей Вселенной.

Сегодня около 70% всего в мире составляет темная энергия — таинственная форма энергии, которая ускоряет расширение Вселенной. По мере расширения последней появляется все больше темной энергии, что еще больше ускоряет расширение. Темная энергия в конечном итоге определит судьбу Вселенной: будет ли она расширяться вечно? Схлопнется ли снова сама в себя? Или разорвется? Ответить на эти вопросы можно, узнав больше о том, как темная энергия вела себя в прошлом, и сравнивая историю расширения с историей роста.

Так что максимально подробная карта Вселенной — лишь средство для достижения этой научной цели.

«В этом много красоты. В распределении галактик на 3D-карте есть огромные скопления, нити и пустоты. Это самые большие объекты во Вселенной. Но в них вы найдете отпечаток очень ранней Вселенной и историю ее расширения с тех пор», — говорит ученый из лаборатории Беркли Жюльен Гай.

Специальные роботы контролируют размещение оптических волокон на зеркале DESI с точностью до 10 микрон.

«Десять микрон — это очень мало. Это меньше толщины человеческого волоса. И вам нужно расположить каждого робота так, чтобы он собирал свет от галактик, находящихся за миллиарды световых лет от нас», — сказал физик Клаус Хоншайд из Университета штата Огайо, один из научных сотрудников проекта.

Пока идет сбор данных для изучения темной энергии и расширения Вселенной, проект попутно также помогает изучать, например, черные дыры в центрах малых галактик или квазары.

Над составлением карты Вселенной также работает российско-немецкая орбитальная обсерватория «Спектр-РГ». Если DESI сканирует небо в оптическом диапазоне, наш «Спектр» — в рентгеновском. Кроме того, наш аппарат находится на орбите, что существенно увеличивает обзор, тогда как DESI работает в американской Национальной обсерватории Китт-Пик в аризонской пустыне.

На сайте могут быть использованы материалы интернет-ресурсов Facebook и Instagram, владельцем которых является компания Meta Platforms Inc., запрещённая на территории Российской Федерации

Логарифмическая карта всей наблюдаемой Вселенной

Дорожная карта эволюции глаза

На протяжении всей истории у многих существ развились все более сложные глаза в ответ на различные селективные воздействия.

Однако не все организмы испытывают одинаковое давление. Вот почему у некоторых существ сегодня все еще есть довольно простые глаза, а у некоторых вообще нет глаз. Эти организмы являются примером глаз, «замороженных» во времени. Они дают снимки прошлого или «контрольные точки» того, как глаз трансформировался на протяжении своего эволюционного пути.

Ученые изучают гены, анатомию и зрение этих существ, чтобы выяснить, как появился глаз. Итак, мы составили эволюционную графическую хронологию различных стадий развития глаза, используя несколько видов-кандидатов.

Давайте посмотрим, как формировался глаз с течением времени.

Откуда берется зрение

Сетчатка представляет собой слой нервной ткани, часто расположенный в задней части глаза, который чувствителен к свету.

При попадании света специализированные клетки, называемые фоторецепторами, преобразуют световую энергию в электрические сигналы и отправляют их в мозг. Затем мозг преобразует эти электрические сигналы в образы, создавая зрение.

Самая ранняя форма зрения возникла у одноклеточных организмов. Содержащие простые нервные клетки, способные отличать только свет от тьмы, они являются наиболее распространенными существующими сегодня глазами.

Способность определять форму, направление и цвет исходит от всех дополнений, которые эволюция вводит в эти клетки.

Два основных типа глаз

Два основных типа глаз преобладают у разных видов. Несмотря на разную форму или специализированные части, улучшение зрения в обоих типах глаз является результатом небольших постепенных изменений, оптимизирующих физику света.

Простые глаза

Простые глаза на самом деле довольно сложны, но получили свое название, потому что состоят из одного отдельного элемента.

Некоторые моллюски и все высшие позвоночные, такие как птицы, рептилии или люди, имеют простые глаза.

Простые глаза произошли от пигментной чаши, которая со временем медленно складывалась внутрь, принимая форму, которую мы знаем сегодня. Специализированные структуры, такие как хрусталик, роговица и зрачок, возникли, чтобы улучшить фокусировку света на сетчатке. Это помогает создавать более четкие и четкие изображения для обработки мозгом.

Сложные глаза

Сложные глаза образуются путем повторения одних и тех же основных единиц фоторецепторов, называемых омматидиями . Каждый омматидий похож на простой глаз, состоящий из линз и фоторецепторов.

Сгруппированные вместе омматидии образуют геодезический узор, который обычно наблюдается у насекомых и ракообразных.

Наше понимание эволюции сложного глаза немного туманно, но мы знаем, что рудиментарные омматидии эволюционировали в более крупные, сгруппированные структуры, максимально улавливающие свет.

В таких средах, как пещеры, глубоко под землей или на дне океана, где почти нет света, сложные глаза полезны для создания зрения, которое дает даже малейшее преимущество перед другими видами.

Как будет развиваться Вижен?

Наша растущая зависимость от технологий и цифровых устройств может привести к появлению новой формы глаз.

Мышцы вокруг глаз растягиваются, чтобы сдвинуть хрусталик при взгляде на что-то близкое. Круглая форма глаза удлиняется в ответ на это мышечное напряжение.

Время использования мобильных телефонов, планшетов и компьютеров резко увеличилось за последние годы, особенно во время пандемии COVID-19. Недавние исследования уже сообщают о росте детской близорукости, неспособности видеть далеко. С начала пандемии число случаев увеличилось на 17%, затронув почти 37% школьников.

Другие эволюционные возможности для наших глаз в настоящее время менее очевидны. Еще неизвестно, окажут ли передовые корректирующие методы лечения, такие как трансплантация роговицы или зрительные протезы, какое-либо долгосрочное эволюционное влияние на глаз.

На данный момент цветные контактные линзы и носимые устройства могут стать нашим взглядом в будущее видения.

Полные источники

Фернальд, Рассел Д. «Генетический свет на эволюцию глаз». Наука, том. 313, нет. 5795, 29 сентября 2006 г., стр. 1914–1918

Геринг, В. Дж. «Новые взгляды на развитие глаз и эволюцию глаз и фоторецепторов». Журнал наследственности, том. 96, нет. 3, 13 января 2005 г., стр. 171–184. По состоянию на 18 декабря 2019 г..

«Эволюция зрения | ФОС».

Лэнд, Майкл Ф. и Дэн-Эрик Нильссон. Глаза животных. Оксфорд; Нью-Йорк, Oxford University Press, 2002.

«Основные темы исследовательской работы профессора Дэн-Э. Нильссон: Vision-Research.eu — ворота в европейские исследования в области зрения». По состоянию на 3 октября 2022 г.

О Google Sky

Путешествие к звездам еще никогда не было таким простым

Чтобы помочь вам исследовать дальние уголки нашей вселенной, мы
объединился с астрономами в некоторых из крупнейших обсерваторий
в мире, чтобы подарить вам новый взгляд на небо.
Используя Карты Google, этот инструмент обеспечивает захватывающий способ просмотра
и исследовать вселенную. Вы можете ознакомиться с позициями
планеты и созвездия на небе и даже наблюдая за
рождение далеких галактик глазами космического телескопа Хаббл.

Мы особенно рады возможности просматривать
Вселенная на разных длинах волн, чтобы увидеть, как она будет выглядеть
если бы наши глаза работали в рентгеновском или инфракрасном диапазоне. Когда вы исследуете
эти новые слои, поиграйте с прозрачностью, чтобы смешать
различных длинах волн и посмотреть, как разные части
Вселенная светится на разных длинах волн

Если вам интересно, что происходит на небе сегодня вечером или
в течение следующих нескольких месяцев, а затем читайте подкасты с Земли.
и небо или найдите положение вашей любимой планеты.

1. На что я смотрю?

Google Sky включает в себя несколько различных способов изучения
вселенная. Начальный вид показывает видимую Вселенную и представляет собой
мозаика изображений Слоановского цифрового обзора неба,
Цифровой обзор неба и космический телескоп Хаббл. Выбирать
эскизы изображений в нижней части дисплея, чтобы вызвать
планеты, созвездия, блики с Хаббла
Космический телескоп, известные звезды, галактики и туманности, взгляды
Вселенной в рентгеновском, ультрафиолетовом и инфракрасном и
подкасты о предстоящих астрономических событиях из
Земля и небо
Подкасты. Другие элементы, доступные через Google Sky:

• Инфракрасный — Инфракрасный вид
  небо с инфракрасного астрономического спутника (IRAS). Изменять
  прозрачность этого слоя, переместив ползунок в
  смешать оптическое и инфракрасное.

• Микроволновка — Вид на микроволновку
  небо от НАСА Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP),
  который показывает вселенную такой, какой она была 380 000
  лет после большого взрыва.

• Исторический — Небо, нарисованное
  Джованни Мария Кассини (напечатано в 1792 г.) с изображением
  созвездия в их классической форме из коллекций
  Дэвида Рамси

2. Отличается ли изображение от изображения неба в Google Планета Земля?

Изображения, увиденные в Google Sky
идентичны найденным в Sky в Google Earth. У нас есть
изменена проекция для отображения этих изображений в Google
Карты (проекция Меркатора). Как и в случае с Google Maps, это означает
что мы не можем видеть северный и южный небесные полюса.

3. Откуда взялись все эти данные?

Снимки для Google Sky поступают из крупнейших
наземные и космические астрономические исследования.

Видимые данные поступают из комбинации опросов:
Цифровой обзор неба Слоана,
Консорциум Digital Sky Survey, который
вы можете найти больше о на:
http://www.stsci.edu,
http://www.caltech.edu,
http://www.roe.ac.uk и
http://www.aao.gov.au;
Космический телескоп Хаббл НАСА и ЕКА, о котором вы можете найти
больше на
Научный институт космического телескопа
и
Космический телескоп ЕКА Хаббл
домашняя страница. Более подробную информацию об этих обсерваториях можно найти
на нашей
страница партнеров.

Дополнительные слои для неба пришли из ряда космических орбит.
обсерватории: рентгеновские данные НАСА
спутник Чандра,
ультрафиолетовые снимки НАСА
спутник ГАЛЭКС,
инфракрасные изображения, полученные совместными усилиями НАСА, Нидерландов и Великобритании.
Инфракрасный астрономический спутник (IRAS)
и микроволновое небо от НАСА
Микроволновый датчик анизотропии Wilkinson (WMAP)
спутник.

Исторические созвездия
слой создаются из исторических карт, доступных на
Коллекция исторических карт Дэвида Рамси.

Слои были созданы в сотрудничестве с
Небесная команда Вашингтонского университета.

4. Могу ли я узнать, где сегодня вечером находятся планеты на небе?

Абсолютно, введите имя
планеты в поле поиска, и Google Sky приведет вас к
где его можно найти на небе. В качестве альтернативы, если вы нажмете
на значке «Наша Солнечная система» на начальном экране миниатюры
появляются выдающиеся объекты Солнечной системы. Щелкнув один из
эти миниатюры перенесут вас к текущему местоположению этого
планета на небе.

5. Как мне найти свое любимое место на небе?

Если вы знаете название
звезду или галактику, которую вы ищете, просто введите ее в
окно поиска (например, Плеяды или Мессье 85). Не волнуйся
об орфографических ошибках Google Sky проверит это за вас. Если
вы хотите найти определенное положение на небе, вы также можете
введите координаты (прямое восхождение и склонение) в
поисковая строка.

6. Могу ли я использовать надстройки для Sky из Галереи Google Планета Земля?

Некоторые файлы KML и KMZ будут работать в Google Sky (в том числе
найденные в галерее). Чтобы загрузить файл KML, просто введите
его URL-адрес в поле поиска и нажмите «Поиск». Гугл Карты
поддерживает функции KML, такие как метки, многоугольники и изображения
накладки. KML-файлы с привязкой ко времени и региональные изображения не
в настоящее время поддерживается. Подробнее о функциях
можно найти
здесь.

7. Могу ли я создать свой собственный вид неба?

Да! Изображения для Google
Sky доступен так же, как Google Maps. Вы можете встроить
свой собственный вид неба на любой веб-странице и настроить вид
чтобы показать ваш любимый аспект астрономии.