Universumis on tühimikke ja me ei näe neid õigesti. Ja see on hea asi.
Need tühjad - hiiglaslikud, ebaregulaarsed tühimikud kosmoses, mis on galaktikatest tühjad - asuvad kogu kosmoses. Kuid kuna need on tühjad, ei saa astronoomid neid otseselt jälgida. Selle asemel panevad nad nad tähele, kaardistades galaktikad üle kosmose ja märkides seejärel nende piirkondade vahelised alad. Kuid meie vaatenurgast Maal näivad kõik need tühjad moonutatud.
Need piirkonnad tunduvad mõnel pool venitatuna ja teistes lömmis. See on galaktikate "punasest nihutamisest" nende piiridel tulenev visuaalne moonutus, mis on põhjustatud nende süsteemide liikumisest: Vaatajast (sel juhul Earthlings) eemaldumisel näivad galaktikate lainepikkused venivad, muutudes punaseks ; need, kes liiguvad meie poole, näeksid sinisemad välja, kuna nende lainepikkused muutuvad lühemaks. Tume energia on nimi, mille astronoomid on andnud nähtamatule jõule, mis ulatub meie universumisse ja põhjustab galaktikate üksteisest eemaldumist.
Ajakirjas Physical Review D. 9. juulil ilmunud artikli kohaselt osutub see moonutamine heaks asjaks. Siiani on teadlased tuginenud üksikute galaktikate punanihke täpsetele mõõtmistele, et teha kindlaks, kui kiiresti universum laieneb, ja sellest omakorda, kui palju tumedat energiat selle laienemise juhtimiseks on. Tühimike moonutuste mõõtmine osutub aga palju täpsemaks tehnikaks, mis võimaldab teadlastel seda laienemist veelgi kitsendada.
"See, mida me tegelikult mõõdame, on moonutused galaktikate positsioonides tühiste piirkondade ümber," ütles Suurbritannia Portsmouthi ülikooli teadur Seshadri Nadathur ja paberi juhtiv autor. "Tühjade kohta on lahe asi see, et need on kosmosepiirkonnad, mille ümber saame galaktikate liikumisi väga täpselt modelleerida."
Selle põhjuseks on asjaolu, et galaktikate liikumise täpseks kindlaksmääramiseks vajalik matemaatika muutub nendes tühjustes palju lihtsamaks, rääkis Nadathur Live Science'ile. (Sel juhul uuris uurimisrühm tühimikke Maast umbes 5,5 miljardit valgusaastat.)
"Galaktikad liiguvad raskusjõu tõttu, mis tõmbab neid liigse mateeria piirkondade poole, ja üldiselt on probleem selles, et meie raskusjõuteooria - Einsteini üldine relatiivsus - on väga keeruline ja võrrandeid on raske täpselt lahendada," sõnas ta. "Nii et enamasti kasutame kosmoloogias lähenemisi - mida nimetatakse" häiringuteooriaks "-, et muuta probleem jälgitavaks. See häiringuteooria töötab tühjades piirkondades palju paremini kui piirkondades, kus on palju ainet, nii et meie ennustusi on lihtsam teha ja tühikutes palju täpsemaid. "
Selle lisatäpsuse tulemuseks on see, et käesolevas artiklis käsitletud tehnikat kasutades saavad teadlased teha palju täpsemaid hinnanguid universumi paisumiskiirusele ja paremini kinnitada, et vaadeldud paisumiskiirused vastavad astronoomide eelistatavatele teooriatele, miks laienemine juhtub . Uus tulemus piirab veelgi mõnede seal ringi ujuvate alternatiivsete teooriate ulatust. Ka galaktika liikumise eelmised parimad mõõtmised tegid seda kõike, kuid Nadathuri sõnul umbes neli korda vähem.
Need varasemad galaktiliste tühimike punanihke mõõtmised olid taeva uuringus nimega Baryon Oscillation Spectroscopic Survey (BOSS). See tühisuse moonutamise mõõtmine tugines ka BOSS-i andmetele, kuid parandas märkimisväärselt oma järeldusi, rakendades seda uut analüüsimeetodit BOSS-i andmete suhtes.
Universumi paisumise parandatud mõõtmine vastas olemasolevatele teooriatele, kuidas tume energia universumis töötab, kirjutasid teadlased paberil: et me elame "tasases" universumis, mille pidev tume energia juhib selle laienemist. "Pannes oma tulemused kokku BAO tehnika tulemustega, saame kosmilise paisumiskiiruse palju parema mõõtmise umbes 5,5 miljardit aastat tagasi," sõnas Nadathur. "Ja see on omakorda väga oluline, sest see ütleb meile, mida tume energia on selle aja jooksul teinud, aga ka muid asju, näiteks kosmose kõverus - see, mis meid kosmoloogidele erutab."
Teadlased tõid paberil välja ka selle, et eesootaval on mitu taeva skaneerimist täpsemaks kui BOSS, et tumedat energiat veelgi paremini mõista. Sama tehnika, teadlased kirjutasid, peaks tunduvalt parandama ka nende uuringute täpsust.
