Warum hat das abgebildete Universum die Form einer Sanduhr?

Zunächst einmal ist das Universum ganz sicher nicht wie eine Sanduhr geformt. Es sieht einfach so aus, weil das Gas und der Staub in der Ebene unserer Galaxie unsere Sicht auf alles außerhalb der Galaxie in diesen Richtungen behindern. Wir können also andere Galaxien (und ähnlich entfernte Objekte) nur sehen, indem wir Teleskope in einem bestimmten Winkel zur galaktischen Ebene ausrichten. Das gibt der "Sanduhr"-Form: Das liegt einfach daran, dass dies die einzigen Richtungen sind, in die wir sehen können. In Wirklichkeit haben wir allen Grund zu der Annahme, dass Galaxien mehr oder weniger gleichmäßig verteilt sind, wenn man einen ausreichend großen Maßstab betrachtet.

Die Videobeschreibung nennt ihre Quellen nicht, aber ich vermute, dass (einige/die meisten) der Informationen über die fernen Galaxien aus der Sloan Digital Sky Survey stammen , die AFAIK die umfassendste Vermessung von Objekten im Universum außerhalb unseres eigenen Clusters ist von Galaxien. Vielleicht möchten Sie sich die Informationen auf ihrer Website ansehen, wenn Sie an diesem Zeug interessiert sind.

Und solange ich Quellen zitiere, stammen die neuesten CMB-Daten aus dem WMAP-Projekt .

Jemand wird mich korrigieren, wenn ich falsch liege, aber ich denke, die Erklärung ist die folgende:

Unser Planet ist Teil des Sonnensystems, das seinerseits in einem seiner Spiralarme um das Zentrum der Milchstraße rotiert. Wann immer wir in Richtung dieser Arme in den Weltraum blicken wollen, müssen wir durch dicke Staubschichten und andere Sterne aus den verschiedenen Spiralarmen blicken, die unsere Sichtlinie kreuzt. Im Grunde behindert also unsere eigene Galaxie unsere Sicht in bestimmte Richtungen. Die Kegel, die Sie sehen, sind also im Grunde die Aufwärts- und Abwärtsrichtung in Bezug auf die galaktische Ebene.

Die richtige Antwort wird tatsächlich von der Person gegeben, die die Frage gestellt hat (sowie von Scott Wales), während die meisten der obigen Antworten irreführend sind. Die Form ist Sanduhr, einfach weil Sloan Digital Sky Survey und 2 Degree Field Sky Survey nicht den gesamten Himmel kartiert haben, sondern nur etwa 1/4 davon (für das SDSS). Die anderen Richtungen erscheinen daher in der Visualisierung dunkel.

Die Richtung, in die diese Umfragen blicken, ist natürlich nichts Besonderes. Tatsächlich gibt es andere Galaxiendurchmusterungen, die fast den gesamten Himmel abdecken, obwohl sie wohl keine ausgefallenen Visualisierungen hervorgebracht haben. (Darüber hinaus arbeiten verschiedene Untersuchungen mit unterschiedlichen Lichtwellenlängen und ergänzen sich auf diese und mehrere andere Weisen).

Es ist wahr, dass die Milchstraße einen Teil des Himmels verdecken würde, aber 1) dies ist ein kleiner Teil (etwa 20 % des Himmels) und 2) wenn Sie den Himmel in Richtung der Milchstraße zeigen würden, wäre dies tatsächlich der Fall erscheinen aus offensichtlichen Gründen hell und nicht schwarz.

Die Visualisierung zeigt eine „Sanduhr“-Form, weil Sie sie von oben betrachten. Das tatsächliche Layout der Punkte ist wie zwei Tortenstücke, die Punkt an Punkt gelegt werden. Die Visualisierung zeigt die Verteilung von Galaxien im Universum in großen Entfernungen und stammt entweder aus der Sloan Digital Sky Survey (SDSS) oder der 2 Degree Field Galaxy Redshift Survey (2dfGRS).

Das Erstellen dieser Diagramme erfordert viel Teleskopzeit, da Sie für jede Galaxie die Spektren des von ihr emittierten Lichts genau genug messen müssen, um die Rotverschiebung zu erhalten, die ein Maß dafür ist, wie weit sie entfernt ist. Die Vermessungen decken also nicht den ganzen Himmel ab, sondern sind streifenförmig, was bei einer Projektion durch das Universum zur Tortenform führt. Um die Struktur zu beobachten, die sich aus der Galaxienverteilung bildet, benötigen Sie eine kontinuierliche Probe, die sich über einen großen Winkelbereich erstreckt, den der Streifen in eine Richtung gibt. Sie möchten auch sicherstellen, dass Sie keine spezielle Region des Himmels abtasten, daher wird auf der anderen Seite des Himmels eine weitere Abtastung vorgenommen.

Kurz gesagt, die Form der Probe ist rein auf das Vermessungsformat zurückzuführen, die tatsächliche Struktur von Galaxien füllt eine Kugel aus.

Der intuitive Grund, warum sich in dem Bereich, in dem die Milchstraße liegt, ein schwarzer Streifen befindet, wird in den anderen Antworten erklärt, aber dies ist noch lange nicht das Ende der Geschichte.

Insbesondere, warum wird es nicht auch auf WMAP-Bildern angezeigt? Nun, die kurze Antwort ist , dass es funktioniert . Aber was sie tun (und was in anderen Fragen nicht beantwortet wurde), ist, dass sie verschiedene Lichtwellenlängen scannen und ihnen genug Informationen geben (durch Verwendung verschiedener Spektralmethoden), um die Auswirkungen der Milchstraße (und auch anderer Objekte ) zu subtrahieren die Sicht versperren).

Es ist also offensichtlich, dass man nicht wirklich sagen kann, dass wir die Milchstraße nicht durchschauen . Wir sehen nicht nur im engeren Sinne von „sehen“, wie beim Sehen im sichtbaren Lichtspektrum, aber offensichtlich ist dies überhaupt nicht physikalisch. Sichtbares Licht ist nichts Besonderes, nur weil wir Menschen zufällig Augen haben, die es registrieren. Astronomen beobachten das Universum bei sehr unterschiedlichen Wellenlängen (wie Röntgenstrahlung, Gammablitze, IR, UV und andere). Und selbst das wäre zu eng. Sie beobachten alle Arten von Teilchen außer Licht. Neutrinos sind eine besondere Art, die von unserer Galaxie offensichtlich nicht sehr gestört wird.

Wie bereits erwähnt, ist die Milchstraße für die Sanduhrform der Karten des Universums verantwortlich. Ich möchte jedoch darauf hinweisen, dass im Fall der CMB- und WMAP-Bilder, bei denen der Beitrag der Milchstraße entfernt wurde, einige offene Probleme zu bestehen scheinen. Es gibt einen sehr netten Vortrag bei PI zum Thema CMB-Anomalien, die von WMAP abgeleitet werden, der die Möglichkeit diskutiert, dass sie etwas damit zu tun haben könnten, wie das Signal von der Milchstraße subtrahiert wird. Der Vortrag lautet: Wenn der CMB richtig ist, ist er unvereinbar mit dem standard inflationären Lambda CDM (2008, Glenn Starkman) und einem relevanten Artikel: Large-angle anomalies in the CMB