Әлемнің ірі масштабты құрылымын бейсызықты талдау

Қазақстан Республикасының Білім және Ғылым Министрлігі Әл-Фараби атындағы Қазақ Ұлттық Университеті Физика-техникалық факультеті

Қатты дене физикасы және бейсызық физика кафедрасы

Өзектілік

Космологиядағы ең қызық мәселелерінің бірі - Әлемнің ірімасштабты құрлымы және оның қалыптасуы. Осы уақытқа дейін Әлемдегі галактикалардың үлестірілуі кездейсоқ емес екені, ода масштабтардың кең аралығында құрылымдардың күрделі иерархия бақыланатыны айқылданды. Бүгінгі таңда бұл мәселе жөніндегі көптеген сұрақтарға жауап табылса да, шешілмеген жағдайлар да жоқ емес.

Соңғы зерттеулер көрсететіндей, Әлемнің ірімасштабты құрлымын мультифракталдық тұрғыдан талдау өте табысты болуы мүмкін.

Жұмыстың мақсаты

Жоғарыда айтылғанға байланысты осы жұмыстың мынадай мақсаты қойылды:

1) галактикалырдың кеңістіктегі үлестірілуі, Әлемдегі құрылымдардың пайда болуы жөнінде қазіргі таңда алынған нәтижелерге шолу жасап, мәселенің қазіргі заманғы күйін талдау;

2) галактикалардың кеңістіктегі үлестірілуі жөніндегі жаңа бақылау мәліметтерді қолданып, Әлемнің әр түрлі масштабтардағы құрылымын бейсызық физика шеңберінде дамытылған сигналдарды талдау әдістері арқылы зерттеу.

Эксперименттік мәліметтер

Бұл жұмыста 2 degree Field Galaxy Redshift Survey (2dF), 6 degree Field Galaxy Redshift Survey (6dF) Chandra Deep Field-South және Sloan Digital Sky Survey (SDSS) жобаларды жүзеге асыру нәтижесінде алынған галактикалардың экваторлық координаттары мен қызыл ығысулары жөніндегі мәліметтер қолданылды

2dFGRS бақылаулармен қамтылған асапан сферасы бөліктерінің ораналасуы

SDSS бaқылaулaрмен қaмтылғaн aсaпaн сферaсы бөліктерінің орaнaлaсуы көрсетілген.

Доплер эффектісі үшін жалпы жағдайдағы

Галактиканың z қызыл ығысуын біле отырып, оған дейінгі r қашықтықты анықтаудың келесі формуласы алынған:

2dF Galaxy Redshift Survey мәліметтері бойынша есептелген галактикалардың үлестірілуі (389712 галактика) .

SDSS мәліметтері бойыншa есептелген гaлaктикaлaрдың үлестірілуі 1 800 00 гaлaктикa

Үлкейтілген түрдегі SDSS мәліметтері бойынша есептелген галактикалардың үлестірілуі

SDSS мәліметтері бойынша есептелген галактикалардың тік шарықтаулары, енкеюлері және оларға дейінгі қашықтықтар

Зерттеу нәтижелері мен оларды талдау Жоғарыда айтылған мәліметтер бойынша галактикалар үлестірілуінің әр түрлі масштабтар үшін корелляциялық өлшемділігі екі әдіспен: жалпыландырылған фракталдық өлшемділіктер негізінді және интегралдық корреляциялық функция көмегімен анықталып, оның қарастырылып отырған масштабқа тәуелділігі зерттелген. Бұл шамаларды сенімді түрде анықтау үшін, каталогтан көлемі бойынша толы таңдаманы, яғни оның ішінде орналасқан барлық галактикалардың координаттары белгілі кеңістік аймағын бөліп алу керек. Және де, [1] жұмыста көрсетілгендей, галактикалардың үлестірілуі біртексіз болған жағдайда фракталдық өлшемділіктерді анықтауға болатын масштбтардың жоғары шекарасы толығымен жиынтық ішінде жататын ең үлкен шардың (ұяшықтың) шамамен 20 % ғана құрайды. Бұл шарттар орындалған кезде корреляциялық өлшемділікті анықтау қателігі ±(0. 1-0. 2) құрайды. Зерттеу нәтижелері келесі суреттерде келтірілген. 1. Ловягин Н. Ю. // Стaтистческое свойство прострaнственого рaспределения Гaлaктик. Астрофизический бюллетень, 2009, том 64, №3, 223-235с

2dF Galaxy Redshift Survey мен SDSS мәліметтері бойынша есептелген D2 корреляциялық өлшемділіктің қарастырылап отырған масштабқа тәуелділігі

Қорытынды

Жасалған жұмыс барысында мынадай нәтиже алынды: кіші масштабтарда галактикалырдың кеңістіктегі үлестірілуінің корреляциялық өлшемділігі аз болады, қарастырылып отырған масштаб өскен сайын ол артады, ~ 50 Мпк-тен бастап арту тоқтайды дерлік және зерттелген ең жоғары, ~ 300 Мпк масштабтарда 2. 5 -ке жуық мәнге жетеді. Бұл кіші масштабта галактикалар күрделі құрылымдарды түзетінін, ал ірі ауқымдарда заттың Әлемдегі үлестірілуі біртектіге жақындаса да, ~ 300 Мпк-тің өзіңде оған толығымен жетпейтінін көрсетеді.