Struktura Wszechświata

Animacja przedstawia najbardziej szczegółowa mapę Wszechświata, zawierającą około czterech milionów galaktyk i kwazarów, począwszy od bliskiego otoczenia Ziemi aż do największych obserwowalnych odległości. Odzwierciedla ona hierarchiczną strukturę Wszechświata.

Przed obejrzeniem animacji zapoznaj się z poniższym wyjaśniani, a po jej obejrzeniu – wykonaj zamieszczone pod nią polecenia.

Sloan Digital Sky Survey (SDSS) – jeden z najważniejszych przeglądów nieba w historii astronomii. Nazwa projektu jest związana z Fundacją im. Alfreda P. Sloana i  można ją przetłumaczyć jako Cyfrowy Przegląd Nieba imienia A. P. Sloana.

Baryon acoustic oscillations (BAO) – barionowe oscylacje akustyczne (BAO) – regularne fluktuacje gęstości widzialnej barionowej materii wszechświata, spowodowane akustycznymi falami gęstości w pierwotnej plazmie wczesnego Wszechświata, zanim utworzyły się atomy.

The extended Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (eBOSS) – rozszerzone Badania Spektroskopowe oscylacji Barionowych – część projektu SDSS‑IV, która pozwoliła na zbadanie najodleglejszych części wszechświata. Porównanie wielkości tych oscylacji w różnych epokach czasu kosmicznego pozwala też na określenie tempa ekspansji Wszechświata i odkrycie natury ciemnej energii.

R17ULCcX2Otlf
Opis animacji
Na czarnym ekranie animacji pojawiają się małe, białe sześciany zmierzające ku środkowi ekranu. Na środku ekranu łączą się w jeden mały, biały sześcian. Obok sześcianu, po prawej stronie, pojawia się tytuł animacji (pisany tekstem w kolorze białym): „Na czym polega hierarchiczna struktura Wszechświata”. Po chwili obraz znika, a w jego miejsce pojawia się obraz ciemnej przestrzeni kosmicznej z jasnymi punktami. Jasne punkty to gwiazdy. Obraz powoli oddala się, a na ekranie widocznych jest coraz więcej gwiazd. Pomiędzy gwiazdami pojawiają się jasne, większe obłoki stanowiące galaktyki. Obraz ten powstał dzięki najdokładniejszej, stworzonej przez człowieka, mapie Wszechświata, w ramach projektu Sloan Digital Sky Survey (wielkimi literami SDSS). W miarę oddalania się, gwiazdy tworzą jaśniejszy, szary obłok w górnej części ekranu. Mapa budowana była przez ostatnich dwadzieścia lat. Na ekranie pojawia się drugi szary obłok po prawej stronie. Oddalając się, oba obłoki tworzą strukturę przypominającą dwa wycinki sfery, prawy oraz lewy, które stykają się w  centralnej części ekranu. Mapa zawiera ponad cztery miliardy znanych ludzkości galaktyk. W miarę oddalania się, wycinki sfer zmieniają swoje kolory w taki sposób, że części znajdujące się bliżej centralnego punktu są niebieskie, a te które znajdują się dalej zmieniają kolory jak tęcza. Obrzeża obłoków są koloru czerwonego. Po chwili obraz znika. Na ekranie pojawiają się na czarnym tle jasne punkty stanowiąc znajome gwiazdozbiory. Na tle gwiazd pojawia się skomplikowana siatka czerwonych linii łączących poszczególne gwiazdy. Siatka widoczna jest nad fragmentem szarej powierzchni naszej planety. Czerwone linie tworzą kształty opisane nazwami gwiazdozbiorów. Po chwili obraz oddala się. W centralnej części widoczna jest oddalająca się Ziemia, która niknie w środkowej części ekranu na tle czerwonej siatki opisującej gwiazdozbiory. Po chwili obraz oddala się tak bardzo, że widoczne są eliptyczne orbity planet naszego Układu Słonecznego. Orbity układają się w płaszczyźnie poziomej i po chwili są tak małe, że stają się niewidoczne. Podczas animacji obraz oddala się i po chwili widoczna jest Droga Mleczna w postaci wiru obracającego się zgodnie z ruchem wskazówek zegara. Ramiona wiru złożone z gwiazd i ich układów planetarnych widoczne są w postaci jasnych obłoków. Po chwili Droga Mleczna staje się niewidoczna. Oddalający się obraz przedstawia coraz więcej jasnych i małych obłoków, którymi są inne galaktyki. Galaktyki układają się w kolejne obłoki rozdzielone czarną przestrzenią kosmiczną. Wszechświat rozszerza się, a tempo jego ekspansji rośnie, co może być tłumaczone poprzez istnienie ciemnej energii lub modyfikację ogólnej teorii względności Alberta Einsteina. Na oddalającym się obrazie widocznych jest coraz więcej galaktyk. W tysiąc dziewięćset dziewięćdziesiątym ósmym roku uruchomiony został program Sloan Digital Sky Survey (SDSS). Podczas animacji obraz cały czas oddala się, a sferyczne jasne obłoki stanowiące wycinki sfer obracają się i zmieniają barwy. Obłoki przedstawiają trójwymiarową mapę Wszechświata. Na mapie widoczne są cztery podstawowe typy galaktyk: galaktyki mgliste, galaktyki czerwone, odległe galaktyki gwiazdotwórcze oraz bardzo odległe galaktyki aktywne, które są najjaśniejszymi skupiskami gwiazd. Galaktyki aktywne nazywane są również kwazarami. Ostatnia aktualizacja mapy miała miejsce w latach od dwa tysiące czternastego do dwa tysiące dwudziestego roku. W tym czasie powstał nowy projekt Extended Baryon Oscillation Survey (w skrócie, wielkimi literami eBOSS), którego celem była dalsze mapowanie pozagalaktycznego nieba. Na ekranie gromady galaktyk widoczne są w postaci wirujących wycinków sfery w barwach tęczy. Po chwili wycinki sfery widoczne są na tle sferycznej mapy Wszechświata. Mapa zawiera jasnoczerwone plany i ciemne obszary. Jasne obszary to skupiska materii. Po chwili na ekranie pojawia się w górnej części obszar wypełniony jasnymi gwiazdami. Gwiazdy widoczne są nad szarym fragmentem powierzchni kuli ziemskiej. Obraz obraca się w kierunku gwieździstego nieba. Mapowanie nieba prowadzi do fundamentalnego zrozumienia praw, które rządzą naszym wszechświatem. Po chwili obraz znika, a na ekranie animacji pojawia się czarne tło z wykazem nazwisk wszystkich osób zaangażowanych w powstanie programu mapowania Wszechświata. Następnie, na białym tle, na środku ekranu widoczny jest niebieski napis: Fizyka dziewięćset pięćdziesiąt kapsułek. W lewej i dolnej części ekranu widoczne jest logo Wydziału fizyki Politechniki Warszawskiej. W środkowej i dolnej części ekranu widoczne jest logo Funduszy Europejskich Wiedza Edukacja Rozwój. Po prawej stronie na dole ekranu widoczna jest flaga Unii Europejskiej.
Polecenie 1
RDPFwykha55Fn
W animacji padają słowa: „Zabierzemy Was przez kosmos z prędkością nadświetlną”. Czy jest to: Możliwe odpowiedzi: 1. Semantyczny środek stylistyczny, 2. Procedura dostępna od około stu lat, zgodnie ze szczególną teorią względności, 3. Możliwość odkryta w ramach programu SDSS, wymagająca dokonania korekty ogólnej teorii względności, o której to korekcie jest mowa w filmie
Polecenie 2
Rd5739Kdbm1Vo
Po uważnym obejrzeniu animacji uzupełnij poniższe zdania prawidłowymi wyrażeniami. W całym obserwowalnym Wszechświecie znajduje się około 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności galaktyk.
Wszechświat nie tylko się rozszerza, ale jego ekspansja jest coraz 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności. Z teoretycznego punktu widzenia przyśpieszenie to może być wyjaśnione przez założenie, że istnieje tajemnicza ciemna 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności lub poprzez odpowiednią modyfikację 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności teorii względności.
W celu stworzenia trójwymiarowych map Wszechświata, skupiono się na różnych kategoriach galaktyk: galaktyki 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności, galaktyki czerwone, bardziej odległe galaktyki 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności oraz nadzwyczaj jasne, bardzo odległe galaktyki aktywne zwane 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności.
Na nowej mapie Wszechświata występują duże ciemne plany. W większości są to regiony 1. energia, 2. gwiazdotwórcze, 3. supergalaktykami, 4. wolniejsza, 5. szczególnej, 6. szybsza, 7. pobliskie, 8. przesłonięte przez Drogę Mleczną, 9. jednego miliona, 10. miliarda, 11. kwazarami, 12. czterech milionów, 13. antymateria, 14. ogólnej, 15. o bardzo małej jasności, których nie byliśmy w stanie obserwować.