במשך כמעט מאה שנים, האסטרונומים הבינו שהיקום נמצא במצב של התפשטות. זו תוצאה של היחסות הכללית, והקצב בו הוא מתרחב ידוע בשם קבוע האבל - על שמו של האדם שהבחין לראשונה בתופעות. עם זאת, אסטרונומים למדו גם כי באמצעות מבני היקום הגדולים, גלקסיות ואשכולים התקרבו גם הם יחסית ויחסיהם.
במשך עשרות שנים אסטרונומים חיפשו לעקוב אחר התנהלות התנועות הללו במהלך ההיסטוריה הקוסמית. ותודות למאמציהם של צוות אסטרונומים בינלאומי נוצרה המפה הכי מפורטת עד היום למסלולי הגלקסיות שנמצאים בתוך סופרסלוטר מזל בתולה. מפה זו מקיפה את תנועות העבר של כמעט 1,400 גלקסיות בתוך 100 מיליון שנות אור מרחב, ומראה כיצד השכונה הקוסמית שלנו השתנתה.
המחקר שמפרט את מחקריהם הופיע לאחרונה כתב העת האסטרופיזי תחת הכותרת "Dynamics Action of the SuperCluster". בהנהגתו של אדוארד ג'יי שעיה מאוניברסיטת מרילנד, כלל הצוות חברים ממכון האסטרונומיה של UH, מכון Racah לפיזיקה בירושלים והמכון לחקר חוקי היסוד של היקום (IRFU) בפריס.
לצורך המחקר, הצוות השתמש בנתונים מסקרי CosmicFlows, סדרה של שלושה מחקרים שחישבו את המרחק והמהירות של הגלקסיות השכנות בין 2011 ל 2016. כמה מחברי צוות המחקר היו מעורבים בסקרים אלה, אותם הם אז בשילוב עם הערכות שדה למרחק וכוח הכבידה האחרים כדי לבנות מחקר זרימה מסיבי של ה- Vircus Supercluster.
מכאן הם הצליחו ליצור דגמי מחשבים המתווים את תנועותיהן של כמעט 1,400 גלקסיות תוך 100 מיליון שנות אור, ובמשך 13 מיליארד שנים (800 מיליון שנה בלבד לאחר המפץ הגדול). כפי שהסביר ברנט טולי, אסטרונום במכון האסטרונומיה UH וסופר משותף למחקר, בהודעה לעיתונות של UH:
"בפעם הראשונה אנו לא רק מדמיינים את המבנה המפורט של גלקסיות העל המקומית שלנו, אלא אנו רואים כיצד המבנה התפתח במהלך ההיסטוריה של היקום. אנלוגיה היא לימוד הגיאוגרפיה הנוכחית של כדור הארץ מתנועת טקטוניקת צלחות. "
מה שהם מצאו הוא שהמודלים שלהם מתאימים למהירות של ימינו היטב, כלומר שהמבנים והמהירות שהם צפו בדגמים שלהם מתאימים למה שנצפה מהגלקסיות של ימינו. הם גם קבעו כי בתוך שטח החלל אותם מיפו, מושך הכבידה העיקרי הוא אשכול הבתולות - שנמצא במרחק של כ- 50 מיליון שנות אור ומכיל בין 1300 ל -2000 גלקסיות.
יתרה מזאת, המחקר שלהם הצביע על כך שיותר מאלף גלקסיות נפלו באשכול הבתולות במהלך 13 מיליארד השנים האחרונות, ואילו כל הגלקסיות שנמצאות בתוך 40 מיליון שנות אור מהאשכול בסופו של דבר יתפסו. נכון לעכשיו, שביל החלב נמצא ממש מחוץ לאזור הלכידה הזה, אך גם שביל החלב וגם גלקסיית אנדרומדה אמורים להתמזג ב -4 מיליארד השנים הקרובות.
לאחר שתעשה זאת, גורל הגלקסיה המסיבית המתקבלת יהיה דומה לשאר הגלקסיות באזור המחקר. זה היה מסירה נוספת מהמחקר, שם הצוות קבע כי אירועי מיזוג אלה הם רק חלק מתבנית גדולה יותר. בעיקרון, באזור המרחב שהם צפו, ישנם שני דפוסי זרימה עיקריים. בתוך חצי כדור אחד של אזור זה, כל הגלקסיות - כולל שביל החלב - זורמות לעבר יריעה שטוחה אחת.
במקביל, כל גלקסיה על נפח החלל כולו נעה לעבר מושכי הכבידה הממוקמים הרבה מעבר לתחום המחקר. הם קבעו כי הכוחות החיצוניים הללו הם לא אחר מאשר ה- Centaurus Supercluster - מקבץ של מאות גלקסיות, שנמצא במרחק של כ -170 מיליון שנות אור מכיוון קבוצת הכוכבים של Centaurus - והמושך הגדול.
האטרקציה הגדולה ממוקמת 150 מיליון שנות אור משם, והיא אזור מסתורי שאי אפשר לראותו בגלל מיקומו (בצד הנגדי של שביל החלב). עם זאת, במשך עשרות שנים מדענים ידעו שהגלקסיה שלנו וגלקסיות אחרות הסמוכות לנוע לעברה. האזור הוא גם ליבתו של Supercluster Laniakea, אזור שמשתרע על למעלה מ -500 מיליון שנות אור ומכיל כ 100,000 גלקסיות גדולות.
בקיצור, בעוד היקום נמצא במצב של התפשטות, הדינמיקה של הגלקסיות ואשכולות הגלקסיה מעידה כי הם עדיין סובלים למבנים הדוקים יותר. בתוך השכונה הקוסמית שלנו, המושך העיקרי הוא בבירור אשכול הבתולים, שמשפיע על כל הגלקסיות ברדיוס של 40 מיליון שנות אור. מעבר לכל זה, קנטאורוס סופרקלוסטר והמושך הגדול (כחלק מהסופרקלוטר הגדול יותר של לניאקאה) הוא שמשך בחוטים שלנו.
על ידי תרשים תהליך משיכה זה שמתרחש במהלך 13 מיליארד השנים האחרונות, אסטרונומים וקוסמולוגים מסוגלים לראות כיצד היקום שלנו התפתח במהלך רוב ימיו. עם הזמן, ומכשירים משופרים המסוגלים להביט עוד יותר עמוק בתוך הקוסמוס (כמו טלסקופ החלל ג'יימס ווב) אנו צפויים להיות מסוגלים לחקור עוד יותר לאחור לקראת תחילת הקוסמוס.
תרשים כיצד היקום שלנו השתנה עם הזמן לא רק מאשר את המודלים הקוסמולוגיים שלנו ומאמת תיאוריות שולטות לגבי אופן התנהגות החומר בגודל הגדול ביותר בסולם (כלומר היחסיות הכללית). זה גם מאפשר למדענים לחזות את עתידו של היקום שלנו עם מידה מסוימת של וודאות, ומדגמן כיצד גלקסיות ומגדלי-על יתכנסו בסופו של דבר ויוצרים מבנים גדולים עוד יותר.
הצוות גם יצר סרטון המציג את תוצאות המחקר שלהם, כמו גם מודל אינטראקטיבי המאפשר למשתמשים לבחון את מסגרת ההתייחסות ממספר נקודות תצפית. הקפד לבדוק את הסרטון למטה, והמשיך לדף UH כדי לגשת למודל האינטראקטיבי שלהם.
