A pontosság szempontjából mindenki száz százalékig törekszik, de a kozmikus távolságok mérése egy kicsit több esélyt hagy a véletlenre. Néhány nappal ezelőtt a Baryon Oszcillációs Spektroszkópos Felmérés (BOSS) kutatói bejelentették a világnak, hogy képesek voltak megmérni a hat milliárd fényév távolságban lévő galaktikumoktól való távolságot, mindössze egy százalékos megbízhatósági szintre. Ha ez a bejelentés nem tűnik izgalmasnak, akkor gondoljon rá, mit jelent más tanulmányok számára. Ezek az új mérések paramétert adnak a mindenütt jelen lévő „sötét energia” tulajdonságainak - az univerzális expanzió forrásának.
"Napi életünkben nincs sok olyan dolog, amelyet egy százalékos pontossággal tudunk" - mondta David Schlegel, a Lawrence Berkeley Nemzeti Laboratórium (LBNL) fizikusa és a BOSS fő kutatója. "Most jobban ismerem az univerzum méretét, mint a házam méretét."
A kutatócsoport eredményeit az Amerikai Csillagászati Társaság ülésén mutatta be a Harvard Egyetemi csillagász, Daniel Eisenstein, a Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) igazgatója, amely a BOSS-t magában foglaló világméretű szervezet. Részletesen ismertetik azokat a cikkek sorozatában, amelyeket a múlt hónapban a BOSS együttműködés nyújtott be a folyóiratokhoz, amelyek ma már online nyomtatványként is elérhetők.
"A távolság meghatározása a csillagászat alapvető kihívása" - mondta Eisenstein. - Lát valamit az égen - milyen messze van? Amint megtudja, milyen messze van, hirtelen sokkal könnyebb megtanulni mindent mást. ”
Az űrben lévő távolságok mérésekor a csillagászok számos módszert alkalmaztak. A bolygók közötti távolság mérésére radar segítségével került sor, de ennek meg vannak a korlátai, és az űrbe történő továbbjutás kevésbé közvetlen módszert jelent. Annak ellenére, hogy bizonyítottan hihetetlenül pontosak, még mindig létezik egy bizonytalansági tényező - egy, amelyet százalékban fejeznek ki. Például, ha mérni kellene egy távolságot egy tárgytól 200 mérföld távolságban és egy 2 mérföld valódi értékén belül, akkor a mérést 1% -os pontossággal végezte. Kozmikus szempontból csak néhány száz csillag és egy maroknyi csillagfürt valójában elég közel van ahhoz, hogy távolságukat pontosan megjósolják. A Tejút területén laknak, és csak néhány ezer fényévnyire vannak. A BOSS véglegessé teszi ... mérései jóval meghaladják a galaktikus határainkat, több mint egymilliószor, és páratlan pontossággal térképezik az Univerzumot.
Ezen új, nagyon pontos távolságméréseknek köszönhetően a BOSS csillagászai előrehaladnak a sötét energia területén. "Még nem értjük, mi a sötét energia" - magyarázta Eisenstein -, de meg tudjuk mérni annak tulajdonságait. Ezután ezeket az értékeket összehasonlítjuk azzal, amire elvárjuk őket, figyelembe véve a világegyetem jelenlegi megértését. Minél jobb a méréseink, annál többet tudunk megtanulni. ”
Hogy történik? Az egy százalékos mérés elérése hat milliárd fényévnél nem olyan egyszerű, mint a Naprendszerben lévő objektum vagy akár a galaxisunkban található tárgy mérése. A BOSS itt játszik szerepet. Ez a legnagyobb a négy projekt közül, amelyek a Sloan Digital Sky Survey III-t (SDSS-III) alkotják, és úgy építették fel, hogy kihasználják ezt a technikát: mérik az úgynevezett „baryon akusztikus rezgéseket” (BAO), finom periodikus hullámokat a galaxisok eloszlása a kozmoszban. Ezek a hullámok a nyomáshullámok jelét képezik, amelyek egykor a korai világegyetemet körbeforgatták, amikor a dolgok annyira forrók és sűrűek voltak, hogy a fotonok a barionokkal együtt vonultak - az az anyag, amely az atomok atomjait hozza létre. Mivel a fodrozódás nagysága ismert, ez a méret most galaxisok feltérképezésével mérhető.
"Ezekkel a galaxismérésekkel a természet gyönyörű vonalzót adott nekünk" - mondta Ashley Ross, a Portsmouth-i Egyetem csillagásza. „Az vonalzó fél milliárd fényév hosszú, tehát pontosan megmérhetjük azt, még nagyon távolról is.
Speciális műszereivel, amelyek egyszerre több ezer galaxist tudnak mérni, a BOSS hatalmas kihívást vett fel - több mint egymillió galaxis helyének feltérképezését. "Tiszta éjszaka, amikor minden tökéletesen megy, több mint 8000 galaxist és kvazárt hozzáadhatunk a térképhez" - mondta Kaike Pan, aki az SDSS-III Sloan Alapítvány 2,5 méteres távcsőjének megfigyelői csoportját vezette az Apache Point Obszervatóriumban Új-Mexikó.
Bár a BOSS kutatócsoport egy évvel ezelőtt bemutatta korai galaxis térképét és a kezdeti BAO méréseket, ez az új adat kétszer annyi területet fed le, és még pontosabb mérést ad - ideértve a közeli galaxisokra vonatkozókat is. „Ha ezeket a méréseket két különböző távolságon hajtjuk végre, láthatjuk, hogyan változott az univerzum tágulása az idő múlásával, ami segít megérteni, hogy miért gyorsul fel” - magyarázta a Portsmouthi Egyetem csillagász Rita Tojeiro, aki a BOSS galaxis klaszterének társelnöke. munkacsoport Jeremy Tinkerrel a New York-i Egyetemen.
Hasonló tanulmányt készít Mariana Vargas-Magana, a Carnegie Mellon Egyetem posztdoktori kutatója. A még nagyobb pontosság érdekében a finom effektusokat vizsgálja, amelyek befolyásolhatják a BOSS méréseit. "Amikor egy százalékot próbálsz elérni, paranoidnak kell lennie mindazon dolgok vonatkozásában, amelyek még enyhén rosszul is fordulhatnak." - mondta Vargas-Magana - például a galaxisok azonosításának apró különbségei el tudták dobni teljes mérésüket eloszlás, ezért az ég különböző részeit gondosan ellenőrizni kellett. - Szerencsére - mondta Vargas-Magana -, rengeteg gondos ember van a csapatunkban, hogy ellenőrizzék feltételezéseinket. Mire mindannyian elégedettek vagyunk, biztosak vagyunk benne, hogy semmit nem hagytak ki. ”
Jelenleg ezek az új BOSS megállapítások összhangban állnak azzal, amit a sötét energia formájának tekintünk - egy állandó, amelyet az egész világegyetem történetében megtaláltak. A sajtóközlemény szerint ez a „kozmológiai állandó” annak a hat számnak egyike, amelyre szükség van egy modell létrehozásához, amely egybeesik az Univerzum méretével és felépítésével. Schlegel összehasonlítja ezt a hat számjegyű modellt egy üvegtáblával, amelyet a helyére csavarok rögzítenek, amelyek az univerzum történetének különböző méréseit képviselik. "A BOSS-nek most az egyik legszűkebb csavarja van, és csak újabb fél fordulatot adtunk neki" - mondta Schlegel. "Minden alkalommal, amikor megfeszíti a feszültséget, és az üveg nem szakad el, ez a modell sikere."
Eredeti történet forrása: A Sloan Digital Sky Survey III sajtóközlemény. További olvasás: Max Planck Institute sajtóközlemény.
