1929-ben Edwin Hubble örökre megváltoztatta a kozmosz megértésünket azzal, hogy megmutatta, hogy az Univerzum terjeszkedési állapotban van. Az 1990-es évekre a csillagászok megállapították, hogy a növekedés üteme valójában felgyorsul, ami viszont a „sötét energia” elméletéhez vezetett. Azóta az csillagászok és a fizikusok arra törekedtek, hogy meghatározzák ennek az erőnek a létezését azáltal, hogy meghatározzák a kozmoszra gyakorolt hatását.
A legfrissebb erőfeszítések a Sloan Digital Sky Survey III (SDSS III) elemzésből származnak, ahol egy nemzetközi kutatócsoport bejelentette, hogy befejezték a mai napig a világ legpontosabb méréseinek elkészítését. A Baryon oszcillációs spektroszkópos felmérés (BOSS) néven ismert méréseik új korlátokat vettek fel a sötét energia tulajdonságaire.
Az új méréseket a Harvard Egyetemi csillagász, Daniel Eisenstein mutatta be az Amerikai Csillagászati Társaság közelmúltbeli ülésén. A Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) igazgatójaként és csapata az elmúlt tíz évben a kozmosz és a normál anyag sűrűségének időszakos ingadozásainak mérésével látta, hogy a galaxisok hogyan oszlanak meg az egész világegyetemben.
És egy évtizedes kutatás után a BOSS csapata elkészítette a kozmosz háromdimenziós térképét, amely több mint hat milliárd fényévet fed le. És bár más közelmúltbeli felmérések távolabbra is néztek - akár 9 és 13 milliárd fényév távolságra is -, a BOSS térkép egyedülálló, hogy a kozmológiai térkép legnagyobb pontosságával büszkélkedhet.
Valójában a BOSS csapata képes volt mérni a galaxisok eloszlását a kozmoszban és 6 milliárd fényév távolságon keresztül, a példátlanul 1% -os hibahatáron belül. A relativitásviszonyok hatása miatt a kozmikus objektumok természetének meghatározása nagy távolságra nem könnyű. Ahogy Dr. Eisenstein elmondta a Space Magazine-nak e-mailben:
„A távolságok hosszú távú kihívás a csillagászatban. Míg az ember a binokuláris látásunk miatt gyakran meg tudja ítélni a távolságot, a Tejút utáni galaxisok túl messze vannak ahhoz, hogy ezt használni lehessen. Mivel a galaxisok a belső méretek széles skáláján találhatók, nehéz megítélni a távolságot. Olyan, mintha egy távoli hegyre nézzünk; az ember távolságának megítélése össze van kötve a magasságának megítélésével. ”
A csillagászok a múltban a helyi világegyetemben lévő tárgyakat (pl. Bolygók, szomszédos csillagok, csillagcsoportok) pontosan mérték, mindent támaszkodva, a radartól a vöröseltolódásig - a fény hullámhosszának eltolódásának mértéke a világ vörös vége felé. spektrumot. Minél azonban nagyobb a tárgy távolsága, annál nagyobb a bizonytalanság.
És eddig csak a Földtől néhány ezer fényév távolságra lévő objektumok - azaz a Tejút galaxis belsejében - mérték meg a távolságokat egy százalék hibahatáron belül. A Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) alkotó négy projekt közül a legnagyobb a BOSS-t különbözteti meg az a tény, hogy elsősorban a „baryon akusztikus oszcillációk” (BAO) mérésére támaszkodik.
Ezek lényegében finoman periódikus hullámok a látható baryon (azaz normál) anyag eloszlásában a kozmoszban. Daniel Eisenstein kifejtette:
„A BOSS két elsődleges módon méri az Univerzum terjeszkedését. Az első a barion akusztikus rezgések felhasználásával történik (innen származik a felmérés neve). A nagy hullám utáni első 400 000 évben mozgó hanghullámok kedvező skálát hoznak létre a galaxispárok szétválasztására. Ha megmérjük ezt az elválasztást sok galaxis mintájában, akkor levezethetjük a mintától való távolságot.
„A második módszer annak mérése, hogy a galaxisok csoportosulása hogyan különbözik a látóvonal mentén orientált párok között, szemben a látóvonalhoz keresztirányúval. Az Univerzum tágulása miatt ez a klaszter aszimmetrikus lehet, ha a vöröseltolódások távolsághoz való átalakításakor hibás expanziós előzményeket alkalmazunk. "
Ezekkel az új, nagyon pontos távolságmérésekkel a BOSS csillagászai sokkal pontosabban tudják tanulmányozni a sötét anyag hatását. "A különböző sötét energiamodellek eltérőek abban, hogy az Univerzum terjeszkedésének gyorsulása miként halad előre az időben" - mondta Eisenstein. „A BOSS a bővítési történetet méri, amely lehetővé teszi számunkra a gyorsulási sebesség következtetését. Olyan eredményeket találunk, amelyek nagyon összhangban vannak a kozmológiai állandó modell előrejelzéseivel, vagyis azzal a modellel, amelyben a sötét energia állandó sűrűséggel rendelkezik az idő múlásával. ”
Az SDSS-III Együttműködés a normál anyag eloszlásának mérése mellett a sötét energia befolyásának meghatározása érdekében a Tejút térképezésével és az ekstrasoláris bolygók keresésével is foglalkozik. A BOSS méréseit cikkek sorozatával részletezzük, amelyeket a múlt hónapban a BOSS együttműködés nyújtott be a folyóiratokhoz. Ezek mind elérhetők online.
És a BOSS nem az egyetlen erőfeszítés, hogy megértsük világegyetemünk nagy léptékű felépítését és azt, hogy az összes titokzatos erő hogyan alakította ki. A múlt hónapban Stephen Hawking professzor bejelentette, hogy a Cambridge-i Egyetem COSMOS szuperszámítógépes központja készíti el az Univerzum eddig részletesebb 3D-s térképét.
Az ESA Planck műholdjának begyűjtött CMB-adatokra és a Sötét Energia Felmérésből származó adatokra támaszkodva remélik, hogy meghatározzák azt is, hogy a Sötét Energia milyen hatással volt az anyag eloszlására univerzumunkban. Ki tudja? Néhány év múlva valószínűleg megértjük, hogy az Univerzumot irányító összes alapvető erő működik együtt.
