home *** CD-ROM | disk | FTP | other *** search
/ TIME: Almanac 1995 / TIME Almanac 1995.iso / time / 112789 / 11278900.022 < prev    next >
Encoding:
Text File  |  1994-03-25  |  6.7 KB  |  142 lines
  1. <text id=89TT3106>
  2. <title>
  3. Nov. 27, 1989: Great Bubbles In The Cosmos
  4. </title>
  5. <history>
  6. TIME--The Weekly Newsmagazine--1989               
  7. Nov. 27, 1989  Art And Money                         
  8. </history>
  9. <article>
  10. <source>Time Magazine</source>
  11. <hdr>
  12. SCIENCE, Page 57
  13. Great Bubbles in the Cosmos
  14. </hdr><body>
  15. <p>A celestial map reveals clues to the Big Bang and invisible
  16. matter
  17. </p>
  18. <p>By Michael D. Lemonick
  19. </p>
  20. <p>    For all their skill at finding and analyzing such bizarre
  21. objects as black holes, neutron stars and quasars, astronomers
  22. have so far failed to solve one of the most basic mysteries of
  23. the cosmos: What does the universe look like? The heavens appear
  24. just as two dimensional through powerful modern telescopes as
  25. they did to the eyes of the ancient Greeks, and until recently,
  26. no one could say for sure whether the myriad galaxies were
  27. organized in some meaningful way. Astrophysicists are fiercely
  28. competing to discover how the universe evolved into its present
  29. structure, but they cannot test their theories until they know
  30. what that structure is.
  31. </p>
  32. <p>    Now astronomy's ignorance is rapidly being dispelled,
  33. thanks in large part to two researchers at the
  34. Harvard-Smithsonian Center for Astrophysics (CfA). Since 1985,
  35. Margaret Geller and John Huchra have been meticulously crafting
  36. a three-dimensional map that charts the positions of thousands
  37. of galaxies. Last week, in the journal Science, they presented
  38. their latest map of one small chunk of the visible universe, and
  39. the findings are startling.
  40. </p>
  41. <p>    Far from being a uniformly distributed collection of
  42. galaxies, as the textbooks have long assumed, the cosmos seems
  43. to be organized into immense bubbles, each of them about 150
  44. million light-years across. The walls of the bubbles are
  45. galaxies, and the interiors appear to be virtually empty. Most
  46. surprising of all is a feature Geller and Huchra call the "Great
  47. Wall" -- a sheet of galaxies at least 200 million light-years
  48. wide, 500 million long and perhaps 15 million thick. It looks
  49. like a single structure, but the scientists say it may instead
  50. be made up of the walls of adjacent bubbles. Says Geller:
  51. "Because it runs off the edge of our survey, we don't know how
  52. big it really is."
  53. </p>
  54. <p>    The CfA study is not the first to see dark voids and large
  55. conglomerations of galaxies, but it is by far the most
  56. comprehensive. The reason no one had done such a search
  57. earlier, says Huchra, is that galaxy mapping is extremely time
  58. consuming. Their survey of 4,000 galaxies took about 1,000 hours
  59. of telescope time.
  60. </p>
  61. <p>    Huchra, who made the telescopic observations for the
  62. Harvard-Smithsonian team, used an instrument called a
  63. spectrograph to break down each galaxy's light into its
  64. constituent colors. Within the spectrum he could see lines
  65. representing various elements in and around the galaxy's stars.
  66. These lines appear to be shifted toward the red end of the
  67. spectrum, depending on how fast the galaxy is moving and thus
  68. how far away from earth it is. By carefully measuring the degree
  69. of red shift, Huchra and Geller calculated the relative
  70. positions of the galaxies.
  71. </p>
  72. <p>    The results are posing something of a problem for
  73. theorists. Says Jeremiah Ostriker, chairman of Princeton's
  74. astrophysics department: "There is no theory using conventional
  75. physics that can explain these structures without causing other
  76. inconsistencies." Ostriker has coauthored a quite unconventional
  77. scenario involving hypothetical objects called cosmic strings.
  78. These strings, he believes, could generate explosive bursts of
  79. energy that would in turn create the bubbles.
  80. </p>
  81. <p>    But another idea, called the cold dark matter theory, has
  82. gathered more support. This theory postulates an as yet
  83. undiscovered form of exotic subatomic particle that pervades
  84. the universe. The presence of this mysterious "dark matter"
  85. could explain why most galaxies -- including our Milky Way --
  86. seem, judging from measurements of gravitational forces, to
  87. contain about ten times as much invisible matter as they do
  88. visible stars, gas and dust. The existence of dark matter is
  89. needed to fill the gaps in some of the Grand Unified Theories
  90. that physicists have concocted to account for the fundamental
  91. structure of matter and energy.
  92. </p>
  93. <p>    In particular, some scientists speculate that cold dark
  94. matter caused galaxies to form into the kind of bubbles Geller
  95. and Huchra have found. The process supposedly got under way 10
  96. billion to 20 billion years ago, when the universe began with
  97. the Big Bang and the energy from that explosion started to
  98. condense into matter. Since then, ordinary visible matter, by
  99. itself, has probably not had time to gather into enormous
  100. structures. But cold dark matter may have condensed first, and
  101. its gravitational force could have helped pull visible matter
  102. into bubbles and galaxies. In fact, recent computer simulations
  103. at Princeton of a universe dominated by cold dark matter look
  104. remarkably like the real one.
  105. </p>
  106. <p>    But that theory received a jolt from another astronomical
  107. discovery announced this week. Scientists from Caltech,
  108. Princeton and the Institute for Advanced Study have detected the
  109. most distant quasar (an exceptionally bright starlike object)
  110. ever spotted. It is billions of light-years away, and the
  111. researchers estimate that it existed when the universe was only
  112. 7% of its present age. It is hard to explain how a quasar could
  113. be formed that early, even under the influence of cold dark
  114. matter.
  115. </p>
  116. <p>    Another major mystery is the fact that the faint glow of
  117. microwaves left over from the Big Bang is almost completely
  118. uniform. The presence of large bubbles in the universe suggests
  119. that this microwave radiation should be much more uneven. More
  120. clues may come from the new Cosmic Background Explorer
  121. satellite, which is designed to measure radiation intensities
  122. as it orbits the earth in the coming year.
  123. </p>
  124. <p>    In the meantime, the CfA study will go on, and other
  125. mapping efforts are in the works. "Big as it is," Geller
  126. explains, "our survey area compared with the visible universe
  127. is like Rhode Island compared with the surface of the earth."
  128. The bubbles and walls could be isolated phenomena. But, notes
  129. Geller: "Every survey ever done has contained structures as big
  130. as the survey could contain." If that trend continues, then
  131. there are larger objects yet to be found, which will give
  132. theorists even worse headaches. "These surveys test in the most
  133. acute way our conceptions of how structure developed in the
  134. universe," says Ostriker, "and for that reason they are possibly
  135. the most important studies in extragalactic astrophysics now.
  136. This is an exciting time to be in this field."
  137. </p>
  138.  
  139. </body></article>
  140. </text>
  141.  
  142.