Почему нанесенная на карту Вселенная имеет форму песочных часов?

Прежде всего, Вселенная определенно не имеет форму песочных часов. Это просто выглядит так, потому что газ и пыль в плоскости нашей галактики мешают нам видеть что-либо за пределами галактики в этих направлениях. Таким образом, мы можем видеть другие галактики (и такие же отдаленные объекты), только направив телескопы под некоторым углом к ​​галактической плоскости. Это дает форму «песочных часов»: это просто потому, что это единственные направления, в которых мы можем видеть. В действительности, у нас есть все основания полагать, что галактики распределены более или менее равномерно, если посмотреть в достаточно большом масштабе.

В описании видео не указаны его источники, но я подозреваю, что (некоторая/большая часть) информация о далеких галактиках поступает из Слоановского цифрового обзора неба , который, насколько мне известно, является наиболее полным обзором объектов во Вселенной за пределами нашего собственного скопления. галактик. Вы можете проверить информацию на их веб-сайте, если вы заинтересованы в этом материале.

И пока я цитирую источники, последние данные CMB исходят от проекта WMAP .

Кто-то поправит меня, если я ошибаюсь, но я думаю, что объяснение следующее:

Наша планета является частью Солнечной системы, которая сама вращается вокруг центра Млечного Пути в одном из своих спиральных рукавов. Всякий раз, когда мы хотим посмотреть в глубокий космос в направлении этих рукавов, нам приходится смотреть сквозь толстые слои пыли и других звезд с разных спиральных рукавов, которые пересекает наш луч зрения. Так что, по сути, наша собственная галактика мешает нашему обзору в определенных направлениях. Таким образом, конусы, которые вы видите, в основном направлены вверх и вниз по отношению к галактической плоскости.

Правильный ответ на самом деле дается человеком, который задал вопрос (а также Скоттом Уэйлсом), в то время как большинство приведенных выше ответов дают вводящий в заблуждение ответ. Форма имеет форму песочных часов просто потому, что Цифровой обзор неба Слоана и 2-градусный полевой обзор неба нанесли на карту не все небо, а только около 1/4 его (для SDSS). Поэтому другие направления кажутся темными в визуализации.

Конечно, нет ничего особенного в том, в каких направлениях эти обзоры смотрят. На самом деле существуют и другие обзоры галактик, которые охватывают почти все небо, хотя я думаю, что они не дали причудливых визуализаций. (Более того, разные обзоры работают на разных длинах волн света и дополняют друг друга в этом и некоторых других отношениях).

Это правда, что Млечный Путь заслонил бы часть неба, но 1) это небольшая часть (примерно 20% неба) и 2) если бы вы показали небо в направлении Млечного Пути, оно на самом деле было бы кажутся яркими, а не черными по понятным причинам.

Визуализация показывает форму «песочных часов», потому что вы смотрите на них сверху. Фактическое расположение точек похоже на два куска пирога, поставленные точка к точке. Визуализация представляет собой распределение галактик во Вселенной на больших расстояниях и получена либо из Слоановского цифрового обзора неба (SDSS), либо из обзора красного смещения галактик с полем 2 градуса (2dfGRS).

Создание этих графиков требует большого количества времени телескопа, так как для каждой галактики вы должны измерить спектры света, который она излучает, достаточно точно, чтобы получить красное смещение, которое является мерой того, насколько она удалена. Таким образом, обзоры не охватывают все небо, вместо этого они выполняются в виде полос, что приводит к форме пирога при проецировании через вселенную. Чтобы наблюдать структуру, которая формируется из распределения галактик, вам нужна непрерывная выборка, охватывающая большой угловой диапазон, который дает полоса в одном направлении. Вы также хотите убедиться, что вы не сэмплируете особую область неба, следовательно, есть еще один сэмпл, взятый с другой стороны неба.

Короче говоря, форма выборки обусловлена ​​исключительно форматом обзора, реальная структура галактик заполнит сферу.

Интуитивная причина, по которой в области, соответствующей Млечному Пути, есть черная полоса, объясняется в других ответах, но это далеко не конец истории.

В частности, почему он не отображается и на картинке WMAP? Ну, краткий ответ - да . Но что они делают (и на что не ответили в других вопросах), так это то, что они сканируют разные длины волн света, и это дает им достаточно информации (с использованием различных спектральных методов), чтобы вычесть эффекты Млечного Пути (а также других объектов, которые мешать обзору).

Таким образом, очевидно, что нельзя сказать, что мы не видим сквозь Млечный Путь. Мы видим не только в узком смысле «видим», как в видимом спектре света, но, очевидно, это вовсе не физическое явление. Видимый свет не является чем-то особенным только потому, что у нас, людей, есть глаза, которые его регистрируют. Астрономы наблюдают Вселенную на очень разных длинах волн (таких как рентгеновское излучение, гамма-всплески, ИК, УФ и другие). И даже это было бы слишком узко. Они наблюдают все виды частиц, кроме света. Нейтрино — это особый тип, который, очевидно, не слишком беспокоит нашу галактику.

Как было указано, Млечный Путь виноват в форме песочных часов на картах Вселенной. Тем не менее, я хотел бы отметить, что в случае реликтового излучения и изображений WMAP, в которых удален вклад Млечного Пути, есть некоторые открытые вопросы. В PI есть очень хорошая лекция на тему аномалий реликтового излучения, полученных из WMAP, в которой обсуждается возможность того, что они могут иметь какое-то отношение к тому, как вычитается сигнал от Млечного Пути. Лекция: Если реликтовое излучение верно, оно несовместимо со стандартной инфляционной лямбда-CDM (2008, Гленн Старкман) и соответствующей статьей: Аномалии больших углов в реликтовом излучении.