Kujutise krediit: SDSS
Pärast seda, kui mitu aastat tagasi avastati müstiline jõud, mida nimetatakse tumedaks energiaks ja mis näib kiirendavat universumit, on astronoomid otsinud täiendavaid tõendeid, et seda teooriat toetada või alla lükata. Sloani digitaalse taeva uuringu astronoomid leidsid kosmilise taustakiirguse kõikumisi, mis vastavad tumeda energia tagasilükkavale mõjule.
Sloani digitaalse taeva uuringu teadlased teatasid tumeda energia olemasolu kohta sõltumatute füüsiliste tõendite leidmisest.
Teadlased leidsid jäljendi tumedast energiast, korreleerides Sloan Digital Sky Survey (SDSS) miljonite galaktikate ja NASA Wilkinsoni mikrolaine anisotroopiatesti (WMAP) kosmiliste mikrolainete taustatemperatuuri kaartidega. Teadlased leidsid iidse kosmilise kiirguse, tumeda energia “varju”, mis on Suure Paugu jahutatud kiirguse reliikvia.
Nende kahe suure taevavaatluse tulemuste kombinatsiooniga annab see avastus füüsilisi tõendeid tumeda energia olemasolu kohta; tulemus, mis täiendab varasemat tööd universumi kiirenduse osas, mõõdetuna kaugetest supernoovadest. Vaatlused kosmilise mikrolaine fooni (CMB) millimeetrilise ekstragalaktilise kiirguse ja geofüüsika (BOOMERANG) vaatlustest olid samuti osa varasematest leidudest.
Tume energia, universumi põhikomponent ja teaduse üks suurimaid veetlusi, on pigem gravitatsiooniliselt tõrjuv kui atraktiivne. See põhjustab universumi laienemise kiirenemist, vastupidiselt tavalise (ja tumeda) aine külgetõmbele, mis muudaks selle aeglustumiseks.
"Lamedas universumis avaldub meie täheldatav efekt ainult siis, kui teil on tumeda energiaga universum," selgitas Pittsburghi ülikooli füüsika ja astronoomia osakonna juhtivteadur dr Ryan Scranton. "Kui universum koosneks vaid ainest ja oleks endiselt tasane, poleks seda efekti olemas."
„Kuna kosmilise mikrolaine foonid (CMB) rändavad meile 380 000 aastat pärast Suurt Pauku, saavad nad kogeda mitmeid füüsikalisi protsesse, sealhulgas integreeritud Sachs-Wolfe'i efekti. See efekt on tumeda energia jäljend või vari mikrolainetele. Selle mõjuga mõõdetakse ka kosmilise mikrolaine fooni temperatuurimuutusi, mis tulenevad gravitatsiooni mõjust footonite energiale ”, lisas Scranton.
Avastus on "tumeda energia füüsiline tuvastamine ja täiendab seda tumeda energia teiste tuvastamistega" - lisas dr Bob Nichol, SDSS-i kaastöötaja ja füüsika dotsent Carnegie Melloni ülikoolist Pittsburghis. Nichol võrdles integreeritud Sachs-Wolfe'i efekti sellega, et vaatas päikeselise akna ees seisvat inimest: “Näete lihtsalt nende kontuuri ja tunnete neid just selle teabe põhjal. Samuti on signaalil, mille näeme, õige kontuur (või vari), mida võiksime oodata tumeda energia jaoks, “ütles Nichol.
"Eelkõige on signaali värv sama, mis kosmilise mikrolaine tausta värv, mis tõestab, et see on kosmoloogilise päritoluga ja mitte mingi tüütu saastumine," lisas Nichol.
See töö annab füüsilise kinnituse selle kohta, et nii CMB kui ka SDSS andmete samaaegseks selgitamiseks on vaja super energiat, sõltumata supernoovade tööst. Sellised ristkontrollid on teaduses üliolulised, “lisas SDSSi projektiteadlane ja Princetoni ülikooli astronoomiaprofessor Jim Gunn.
Pittsburghi ülikooli dr Andrew Connolly selgitas, et kosmilisest mikrolaine taustast voolav footon läbib galaktikate ja tumeaine palju kontsentratsiooni. Gravitatsioonikaevu kukkudes saavad nad energiat (just nagu mäest alla veerev pall). Välja tulles kaotavad nad energiat (jälle nagu mäest üles veerev pall). Mikrolainete fotopildid muutuvad siniseks (s.o energilisemaks), kui nad kukuvad nende superklaasi kontsentratsioonide poole ja muutuvad nendest eemale ronides punasemaks (s.o vähem energiliseks).
Enamasti normaalsest ainest koosnevas universumis võiks eeldada, et punase ja sinise nihke netomõju kaob. Kuid viimastel aastatel oleme leidnud, et enamik meie universumi asju on ebanormaalsed, kuna need on pigem gravitatsiooniliselt tõrjuvad kui gravitatsiooniliselt atraktiivsed, “selgitas SDSS-i koostööd tegeva NASA / Fermilabi astrofüüsikakeskuse Fermi riikliku kiirendi labori teadlane Albert Stebbins. institutsioon. "Seda ebaharilikku kraami, mida me nimetame tumedaks energiaks."
SDSS-i kaastöötaja Connolly ütles, et kui gravitatsioonikaevu sügavus väheneb, kui footon sellest läbi liigub, väljub footon pisut suurema energiaga. „Kui see oleks tõsi, siis eeldame, et rohkemate galaktikatega piirkondades on kosmilise mikrolaine fooni temperatuur pisut kuumem. See on täpselt see, mille leidsime. ”
Stebbins lisas, et ühe massi kontsentratsiooni eeldatav netoenergia muutus on väiksem kui üks miljon miljonist ning teadlased pidid enne selle mõju nägemist vaatama suurt hulka galaktikaid. Ta ütles, et tulemused kinnitavad, et tume energia eksisteerib suhteliselt väikestes massikontsentratsioonides: ainult 100 miljonit valgusaastat, kui varasemalt täheldatud tumeda energia mõjud ulatusid 10 miljardi valgusaastani. SDSS-i andmete ainulaadseks küljeks on võime mõõta kõigi galaktikate kaugust nende fotomeetrilise punanihke fotoanalüüsist. "Seetõttu võime jälgida, kuidas selle mõju jäljendus KMA-le kasvab sõltuvalt universumi ajastust," ütles Connolly. "Lõpuks suudaksime pimeda energia olemuse selliste mõõtmiste abil kindlaks teha, kuigi tulevikus on seda natuke."
„Järelduse tegemiseks tumeda energia olemasolu kohta tuleb vaid eeldada, et universum pole kõver. Pärast Wilkinsoni mikrolaine anisotroopiatesti tulemuste ilmumist (veebruaris 2003) on see hästi aktsepteeritud eeldus, ”selgitas Scranton. „See on äärmiselt põnev. Me ei teadnud, kas saame signaali, seetõttu kulutasime palju aega galaktikast või muudest allikatest pärinevate andmete kontrollimisele. Äärmiselt rahuldustpakkuv oli see, et tulemused selgusid sama tugevalt kui nad.
Avastused tehti SDSS-i uuritud taevas 3 400 ruutkraadides.
"See kosmosepõhiste mikrolainete ja maapealsete optiliste andmete kombinatsioon andis meile selle uue akna tumeda energia omadustesse," ütles David Spergel, Princetoni ülikooli kosmoloog ja WMAP-i teadustiimi liige. „WMAP- ja SDSS-andmete kombineerimisega on Scranton ja tema kaastöötajad näidanud, et tume energia, mis iganes see ka pole, on asi, mida raskusjõud ei köida isegi suurtel skaaladel, mida on loonud Sloan Digital Sky Survey.
"See on oluline vihje füüsikutele, kes üritavad mõista salapärast tumedat energiat," lisas Spergel.
Lisaks peauurijatele Scrantonile, Connollyle, Nicholile ja Stebbinsile andsid uurimistööle oma panuse Hawaii ülikooli Istavan Szapudi. Analüüsis osalevad veel Niayesh Afshordi Princetoni ülikoolist, Max Tegmark Pennsylvania ülikoolist ja Daniel Eisenstein Arizona ülikoolist.
SLAANI DIGITAALSE TAEVAKÜSIMUSE (SDSS) KOHTA
Sloani digitaalse taeva uuring (sdss.org) kaardistab üksikasjalikult veerandi kogu taevast, määrates kindlaks 100 miljoni taevaobjekti asukoha ja absoluutse heleduse. See mõõdab ka vahemaid enam kui miljonist galaktikast ja kvaasarist. Astrofüüsikaliste uuringute konsortsium (ARC) haldab Apache Pointi vaatluskeskust, mis on SDSS-i teleskoopide sait.
SDSS on Chicago ülikooli Fermilabi, Põhjalike Uuringute Instituudi, Jaapani osalemisrühma, Johns Hopkinsi ülikooli, Los Alamose riikliku labori, Max-Plancki astronoomiainstituudi (MPIA), Maxi- Plancki Astrofüüsika Instituut (MPA), New Mexico Riiklik Ülikool, Pittsburghi ülikool, Princetoni ülikool, USA mereväe vaatluskeskus ja Washingtoni ülikool.
Projekti jaoks on rahastanud Alfred P. Sloani fond, osalevad asutused, Riiklik Aeronautika- ja Kosmosevalitsus, Riiklik Teadusfond, USA energeetikaosakond, Jaapani Monbukagakusho ja Max Plancki Ühing.
WILKINSONI MIKROLAVA ANISOTROPIAPROBE (WMAP) on NASA missioon, mis on üles ehitatud koostöös Princetoni ülikooli ja Goddardi kosmoselennukeskusega, et mõõta kosmilise taustakiirguse temperatuuri, Suure Paugu jääksoojust. WMAP-missioon paljastab tingimused varajases universumis, mõõtes kosmilise mikrolaine taustkiirguse omadused kogu taevalaotuses. (http://map.gsfc.nasa.gov)
Algne allikas: SDSS-i pressiteade
