Kép jóváírása: SDSS
A sötét energiának nevezett titokzatos erő felfedezése óta, amely úgy tűnik, hogy felgyorsítja az univerzumot, a csillagászok további bizonyítékokat kerestek ezen elmélet alátámasztására vagy levonására. A Sloan Digital Sky felmérés csillagászai olyan kozmikus háttér-sugárzás ingadozásait találták, amelyek megegyeznek a sötét energia visszatükröző hatásával.
A Sloan Digital Sky Survey kutatói bejelentették, hogy független fizikai bizonyítékokat fedeztek fel a sötét energia létezésére.
A kutatók a sötét energia lenyomatát a Sloan Digital Sky Survey (SDSS) galaxisok millióinak és a NASA Wilkinson mikrohullámú anizotrópiás szonda (WMAP) kozmikus mikrohullámú háttér-hőmérsékleti térképeinek összevetésével mutatták össze. A kutatók a sötét energia „árnyékát” találták az ősi kozmikus sugárzáson, a Big Bang hűtött sugárzásának emlékén.
E két nagy égbolt felmérés eredményeinek kombinációjával ez a felfedezés fizikai bizonyítékokat szolgáltat a sötét energia létezésére; egy olyan eredmény, amely kiegészíti a világegyetem gyorsulásának korábbi munkáját a távoli szupernóváktól mérve. Megfigyelések a léggömbből A kozmikus mikrohullámú háttér (CMB) millimetrikus extragalaktikus sugárzásának és geofizikájának (BOOMERANG) megfigyelései szintén a korábbi eredmények részét képezték.
A sötét energia, amely az univerzum egyik fő alkotóeleme, és a tudomány egyik legnagyobb gondja, gravitációs szempontból visszataszító, nem pedig vonzó. Ez azt eredményezi, hogy az univerzum expanziója felgyorsul, ellentétben a közönséges (és a sötét) anyag vonzódásával, ami lassulná.
"Sima univerzumban a megfigyelt hatás csak akkor jelentkezik, ha sötét energiájú univerzummal rendelkezik" - magyarázta Dr. Ryan Scranton, a Pittsburgh-i Egyetem Fizika és Csillagászat tanszékének vezető kutatója. "Ha az univerzum csak anyagból állna és még mindig lapos lenne, akkor ez a hatás nem létezik."
„Mivel a kozmikus mikrohullámú háttérből (CMB) származó fotonok a Big Bang után 380 000 évvel eljutnak hozzánk, számos fizikai folyamatot megtapasztalhatnak, többek között az integrált Sachs-Wolfe effektust. Ez a hatás a sötét energia lenyomata vagy árnyéka a mikrohullámokon. Ez a hatás a kozmikus mikrohullámú háttér hőmérsékletének változásait is méri a gravitáció fotonok energiájára gyakorolt hatása miatt ”- tette hozzá Scranton.
A felfedezés „a sötét energia fizikai felismerése és a sötét energia egyéb felismeréseivel kiegészítése” - tette hozzá Dr. Bob Nichol, az SDSS munkatársa és a fizika egyetemi docens a Pittsburghi Carnegie Mellon Egyetemen. Nichol az integrált Sachs-Wolfe-effektushoz hasonlította egy napos ablak előtt álló személyre néző képet: „Csak látja a személyek körvonalait, és ezekből az információkból felismerheti őket. Hasonlóképpen, a látott jelnek a megfelelő körvonala (vagy árnyéka) van, amire számíthatunk a sötét energiára vonatkozóan ”- mondta Nichol.
"Különösen a jel színe megegyezik a kozmikus mikrohullámú háttér színével, bizonyítva, hogy kozmológiai eredetű, és nem okoz zavaró szennyeződést" - tette hozzá Nichol.
„Ez a munka fizikailag megerősíti, hogy sötét energiára van szükség ahhoz, hogy egyszerre magyarázza mind a CMB, mind az SDSS adatokat, függetlenül a szupernóva munkájától. Az ilyen keresztellenőrzések létfontosságúak a tudományban ”- tette hozzá Jim Gunn, az SDSS projekttudósa és a Princetoni Egyetem csillagászati professzora.
Dr. Andrew Connolly a Pittsburgh-i Egyetemen kifejtette, hogy a kozmikus mikrohullámú háttérből áramló fotonok a galaxisok és a sötét anyag sok koncentrációján átjutnak. A gravitációs kútba esve energiát nyernek (mint egy gördülő gömb egy dombon). Amikor kijönnek, energiát veszítenek (ismét, mint egy gördülő gömb, amely egy dombon felmegy). A mikrohullámok fényképei kéknek (azaz energikusabbaknak) válnak, amikor ezekbe a szuperklaszter-koncentrációkba esnek, majd pirosra (azaz kevésbé energikusra) válnak, amikor elmésznek tőle.
„Egy olyan univerzumban, amely többnyire normál anyagból áll, arra lehet számítani, hogy a vörös és a kék eltolódás nettó hatása megszűnik. Az utóbbi években azonban azt tapasztaltuk, hogy a mi univerzumunkban a legtöbb anyag rendellenes, mivel gravitációs szempontból visszataszító, nem pedig gravitációs szempontból vonzó. intézmény. "Ezt a szokatlan dolgot sötét energiának nevezzük."
Az SDSS munkatársa, Connolly elmondta, hogy ha a gravitációs kút mélysége csökken, miközben a foton áthalad rajta, akkor a foton kissé több energiával távozik. „Ha ez igaz, akkor azt várhatjuk, hogy a kozmikus mikrohullámú háttér hőmérséklete kissé melegebb azokban a régiókban, ahol több galaxis van. Pontosan ezt találtuk. ”
Stebbins hozzátette, hogy az egyetlen tömegkoncentrációtól várható nettó energiaváltozás kevesebb, mint egy milliárd rész, és a kutatóknak sok galaxist meg kellett vizsgálniuk, mielőtt számíthattak volna a hatásra. Azt mondta, hogy az eredmények megerősítik, hogy a sötét energia viszonylag kis tömegkoncentrációban létezik: mindössze 100 millió fényév alatt, ahol a sötét energia korábban megfigyelt hatása 10 milliárd fényév skálán volt. Az SDSS-adatok egyedülálló aspektusa az, hogy pontosan meg tudja mérni az összes galaxis távolságát fotometriás vöröseltolódásuk fotós elemzése alapján. "Ezért figyelemmel lehet kísérni, hogy a CMB milyen hatással van az univerzum korának függvényében, növekszik" - mondta Connolly. "Végül a hasonló mérésekből meghatározhatjuk a sötét energia jellegét, bár ez egy kicsit a jövőben".
„Ahhoz a következtetéshez, hogy a sötét energia létezik, csak azt kell feltételeznünk, hogy a világegyetem nincs hajlítva. Miután megjelentek a Wilkinson mikrohullámú anizotropia szonda eredményei (2003. február), ez egy jól elfogadott feltevés ”- magyarázta Scranton. „Ez rendkívül izgalmas. Nem tudtuk, hogy tudunk-e jelet kapni, ezért sok időt töltöttünk az adatok galaxisunkból vagy más forrásokból származó szennyeződés ellen történő tesztelésével. Rendkívül elégedett volt az, ha az eredményeket ugyanolyan erőteljesen bocsátják ki, mint amilyenek voltak. ”
A felfedezéseket az SDSS által megkérdezett ég 3400 négyzetméter fokozatában végezték el.
"Az űralapú mikrohullámú és a földi optikai adatok ilyen kombinációja adta nekünk ezt az új ablakot a sötét energia tulajdonságainak" - mondta David Spergel, a Princetoni Egyetem kozmológusa és a WMAP tudományos csapatának tagja. „A WMAP és az SDSS adatok kombinálásával Scranton és munkatársai bebizonyították, hogy a sötét energiát, bármi is legyen, olyasvalami, amelyet még a Sloan Digital Sky Survey által vizsgált nagy léptékben sem vonzza a gravitáció.
"Ez egy fontos tipp a fizikusok számára, akik megpróbálják megérteni a titokzatos sötét energiát" - tette hozzá Spergel.
A fő kutatók mellett Scranton, Connolly, Nichol és Stebbins, Istavan Szapudi a Hawaii Egyetemen hozzájárultak a kutatáshoz. Az elemzésben részt vevők között szerepel Niayesh Afshordi a Princetoni Egyetemen, Max Tegmark a Pennsylvaniai Egyetemen és Daniel Eisenstein az Arizonai Egyetemen.
A SLOAN DIGITAL SKY FELÜGYELET (SDSS)
A Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) a teljes égbolt egynegyedét fogja részletesen feltérképezni, meghatározva a 100 millió égitest tárgyát és abszolút fényerősségét. Ezenkívül meg fogja mérni a több mint egymillió galaxis és kvazár távolságát is. Az Astrophysical Research Consortium (ARC) működteti az Apache Point Observatoryt, az SDSS távcsövek helyét.
Az SDSS a Chicagói Egyetem, Fermilab, az Advanced Study Institute, a Japán Részvételi Csoport, a Johns Hopkins Egyetem, a Los Alamos Nemzeti Laboratórium, a Max-Planck Institute of Astronomy (MPIA), a Max- Planck-féle asztrofizikai intézet (MPA), az Új Mexikói Állami Egyetem, a Pittsburghi Egyetem, a Princetoni Egyetem, az Egyesült Államok Tengerészeti Megfigyelő Intézete és a Washingtoni Egyetem.
A projektet az Alfred P. Sloan Alapítvány, a részt vevő intézmények, a Nemzeti Repülési és Űrügynökség, a Nemzeti Tudományos Alapítvány, az Egyesült Államok Energiaügyi Tanszéke, a japán Monbukagakusho és a Max Planck Társaság támogatta.
A WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) egy NASA misszió, amelyet a Princetoni Egyetemmel és a Goddard Űrrepülési Központtal együttműködve építettek, hogy megmérjék a kozmikus háttér sugárzás hőmérsékletét, a Big Bangból származó maradék hőt. A WMAP missziója feltárja azokat a feltételeket, amelyek a korai világegyetemben léteztek, a kozmikus mikrohullámú háttér sugárzás tulajdonságainak a teljes égbolton történő mérésével. (Http://map.gsfc.nasa.gov)
Eredeti forrás: SDSS sajtóközlemény
