우주적 지표 및 확장
에너지 보존 법칙과 질량 보존 법칙에 따라 질량을 포함한 총 에너지 량 (E = mc 2 )은 우주의 모든 과정에서 모든 단계에서 변하지 않습니다. 우주 자체의 팽창은 광자의 파장 (Cosmological Redshift), 암흑 에너지 상호 작용 등의 파장이 늘어나는 에너지를 소비합니다.
26,000 개 이상의 은하에 대한 조사 속도를 높이기 위해 Stephen A. Shectman112 개의 은하계를 동시에 측정 할 수있는 기기를 설계했습니다. 금속판에는 하늘 은하의 위치에 해당하는 구멍이 뚫려 있습니다. 광섬유 케이블은 각 은하의 빛을 2.5 미터 듀퐁 망원경에있는 분광기의 별도 채널로 전달했습니다.Carnegie Observatories 칠레의 Cerro Las Campanas에서.
효율성을 극대화하기 위해 Drift-Scan Photometry망원경이 측량 필드의 시작 부분을 가리키고 자동 운전이 꺼지는 방식이 사용되었습니다. 하늘이 지나갈 때 망원경은 가만히 서 있었다. 컴퓨터는CCD Detector지구의 자전과 같은 속도로 일정한 천구 위도에서 하나의 길고 연속적인 이미지를 생성합니다. 측광을 완료하는 데 총 450 시간이 걸렸습니다.
다양한 형태의 소음이 존재하며 그 특성에 따라 수학적 모델링이 다릅니다. 다양한 물리적 과정이 우주의 파워 스펙트럼을 대규모로 진화시킵니다. 양자 변동으로 인해 부여 된 초기 전력 스펙트럼은 다음과 같은 형태 인 음의 제 3의 주파수 전력을 따릅니다.Pink Noise Spectrum 3 차원으로.
메트릭
우주론에서 우리는 먼저 공간에 대한 정의를 가져야합니다. 메트릭은 공간의 포인트를 설명하는 수학적 표현입니다. 하늘의 관찰은 구형 기하학에서 이루어집니다. 따라서 구면 좌표계가 사용됩니다. 밀접하게 간격을 둔 두 점 사이의 거리는 다음과 같습니다.
$$ ds ^ 2 = dr ^ 2 + r ^ 2 \ theta ^ 2 + r ^ 2 sin ^ 2 \ theta d \ phi ^ 2 $$
다음 이미지는 3 차원 비 확장 유클리드 공간의 기하학을 보여줍니다.
이 기하학은 여전히 3 차원 비 확장 유클리드 공간에 있습니다. 따라서 프레임 자체를 정의하는 참조 그리드가 확장됩니다. 다음 이미지는 증가 된 메트릭을 보여줍니다.
스케일 팩터는 시간에 대한 우주의 팽창을 통합하는 '스케일 팩터'라고 불리는 비 확장 공간의 방정식에 삽입됩니다.
$$ ds ^ 2 = a ^ 2 (t) \ left [dr ^ 2 + r ^ 2 \ theta ^ 2 + r ^ 2 sin ^ 2 \ theta d \ phi ^ 2 \ right] $$
어디 a(t) 스케일 팩터이며 때로는 다음과 같이 작성됩니다. R(t). 이므로,a(t) > 1 메트릭의 확대를 의미하는 반면 a(t) < 1 측정 항목의 축소를 의미하고 a(t) = 1상수 메트릭을 의미합니다. 컨벤션으로a(t0) = 1.
좌표계 조정
안에 Comoving Coordinate System, 측정 눈금은 프레임 (확장 우주)과 함께 확장됩니다.
여기에서 $ \ left [dr ^ 2 + r ^ 2 \ theta ^ 2 + r ^ 2 sin ^ 2 \ theta d \ phi ^ 2 \ right] $는 Comoving Distance이고 $ ds ^ 2 $는 적절한 거리.
적절한 거리는 관측 당시 지구에서 먼 은하계에서 측정 한 실제 거리, 즉 물체의 순간 거리에 해당합니다.
먼 곳에서 관찰자에게 도달했을 때 광자가 이동 한 거리는 관찰자의 $ t = t_0 $에서받은 거리이기 때문입니다. 즉, 순간 관찰 된 거리가 적절한 거리가되고 속도 계수와 초기 측정 길이를 참조로 사용하여 미래 거리를 예측합니다.
Comoving의 개념과 적절한 거리는 관측 된 공간의 주어진 부피에서 은하의 수 밀도의 실제 값을 측정하는 데 중요합니다. 관찰 된 광자가 방출되었을 때 형성 당시의 밀도를 계산하려면 Comoving distance를 사용해야합니다. 그것은 우주의 팽창 속도를 추정 할 수있을 때 얻을 수 있습니다.
팽창 속도를 추정하기 위해 오랜 기간 동안 관측 된 먼 은하의 거리 변화를 관찰 할 수 있습니다.
기억해야 할 사항
메트릭은 공간의 포인트를 설명하는 수학적 표현입니다.
스케일 팩터는 우주가 축소되는지 확장되는지 여부를 결정합니다.
comoving 좌표계에서 측정 스케일은 프레임 (확장 유니버스)과 함께 확장됩니다.
적절한 거리는 물체의 순간적인 거리입니다.
Comoving 거리는 물체의 실제 거리입니다.