Kosmiska tomrum verkligen är saknar materia. "Astronomer har undrat under ett kvarts sekel om dessa tomrum var 'för stora' eller 'för tomma' för att förklaras av gravitation ensam," säger University of Chicago forskare Jeremy Tinker, som ledde den nya studien med hjälp av data från Sloan Digital Sky Undersökning II (SDSS-II). "Vår analys visar att tomrummen i dessa undersökningar är exakt lika stora och så tomma som förutses av den" standard "teorin om universum."
De största tredimensionella kartorna över universum visar att galaxer ligger i filamentära superkluster sammanflätade av kosmiska tomrum som innehåller få eller inga ljusa galaxer. Forskare som använder SDSS-II och
Tvågraders fält Galaxy Redshift Survey (2dFGRS) har kommit fram till att dessa tomrum också saknar "glorier" av osynlig mörk materia som ljusa galaxer bor i.
Ett centralt element i standardkosmologisk teori är kall mörk materia, som utövar tyngdkraften men inte avger ljus. Mörk materia fördelas smidigt i det tidiga universum, men med tiden drar tyngdekraften det in i filament och klumpar och tömmer utrymmen mellan dem. Galaxer bildas när väte och heliumgas faller i kollapsade mörka materialklumpar, kallas ”glorier”, där den kan bilda lysande stjärnor.
Men astronomer var inte säkra på om de områden som saknar galaxer också saknade mörk materia, eller om den mörka materien fanns där, men av någon anledning bildades stjärnor bara inte i dessa tomrum.
Forskningsteamet använde ljusa galaxer för att spåra strukturen för mörk materia och jämförde den med datorsimuleringar för att förutsäga antalet och storlekar på tomrum.
Princeton University doktorand Charlie Conroy mätte storleken på tomrum i SDSS-II-kartorna. "När vi använde galaxer som var ljusare än Vintergatan för att spåra struktur, var de största tomma tomrummen vi hittade ungefär 75 miljoner ljusår över," sa Conroy. "Och förutsägelserna från simuleringarna var iögonfallande."
Storleken på håligheterna är slutligen inställda, förklarade Conroy, av de små variationerna i den ursprungliga fördelningen av mörk materia, och av den tid som tyngdkraften har haft för att växa dessa små variationer till stora strukturer.
Avtalet mellan simuleringarna och mätningarna gäller både röda (gamla) och blå (nya) galaxer, sade Tinker. "Halor av en given massa verkar bilda liknande galaxer, både i antal stjärnor och i dessa stjärnas ålder, oavsett var haloerna bor."
Tinker presenterade sina resultat idag på ett internationellt symposium i Chicago, med titeln "The Sloan Digital Sky Survey: Asteroids to Cosmology." Ett dokument som beskriver analysen kommer att visas i den 1 september-upplagan av The Astrophysical Journal, med titeln "Void Statistics in Large Galaxy Redshift Surveys: Beror Halo Occupation of Field Galaxies på miljön?"
Nyhetskälla: SDSS och Ohio State University
