Täpsuse osas püüdlevad kõik sajaprotsendiliselt, kuid kosmiliste vahemaade mõõtmine jätab juhuse hooleks natuke rohkem. Just paar päeva tagasi teatasid Baryoni ostsillatsiooni spektroskoopilise uuringu (BOSS) teadlased maailmale, et nad on suutnud mõõta kaugust galaktikateni, mis asuvad enam kui kuue miljardi valgusaasta kaugusel, usaldusnivooga vaid üks protsent. Kui see teade ei tundu põnev, siis mõelge, mida see teistele uuringutele tähendab. Need uued mõõtmised annavad parameetri üldlevinud “tume energia” - universaalse paisumise allika - omadustele.
"Meie igapäevaelus pole palju asju, mida teame üheprotsendilise täpsusega," ütles Lawrence Berkeley riikliku labori (LBNL) füüsik ja BOSS-i peauurija David Schlegel. "Ma tean nüüd universumi suurust paremini kui tean oma maja suurust."
Uurimisrühma järeldusi tutvustas Ameerika astronoomiaühingu kohtumisel Harvardi ülikooli astronoom Daniel Eisenstein, kes on BOSSi hõlmava ülemaailmse organisatsiooni Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III) direktor. Neid kirjeldatakse üksikasjalikult artiklite seerias, mille BOSS koostas eelmisel kuul ajakirjadele ja mis kõik on nüüd veebipõhiste eeltrükkidena saadaval.
"Kauguse määramine on astronoomia oluline väljakutse," ütles Eisenstein. “Näete taevas midagi - kui kaugel see on? Kui teate, kui kaugel see asub, on äkki kõike muud selle tundmaõppimine palju lihtsam. ”
Kosmose kauguste mõõtmisel on astronoomid kasutanud paljusid meetodeid. Planeetide kauguse mõõtmiseks on kasutatud radarit, kuid sellel on oma piirangud ja kosmosesse minek tähendab vähem otsest meetodit. Ehkki need on osutunud hämmastavalt täpseks, on siiski olemas mõõtemääramatustegur - protsentides väljendatud tegur. Näiteks kui mõõta kaugust objektist, mis asub 200 miili kaugusel, tegeliku väärtusega 2 miili, siis olete mõõtnud täpsusega 1%. Kosmeetiliselt on vaid paarsada tähte ja käputäis täheparve piisavalt lähedal, et nende vahemaad nii täpselt ennustada saaksid. Nad elavad Linnuteel ja asuvad vaid mõne tuhande valgusaasta kaugusel. BOSS viib selle äärmusesse ... selle mõõtmised ulatuvad kaugelt üle meie galaktiliste piiride, rohkem kui miljon korda kaugemale, ja kaardistavad Universumi enneolematu täpsusega.
Tänu nendele uutele, ülitäpsetele kauguse mõõtmistele on BOSS-i astronoomid pimeda energia valdkonnas edusamme teinud. "Me ei saa veel aru, mis on tume energia," selgitas Eisenstein, "kuid me võime selle omadusi mõõta. Seejärel võrdleme neid väärtusi sellega, mille järgi me neid ootame, arvestades meie praegust arusaama universumist. Mida paremad on meie mõõtmised, seda rohkem saame õppida. ”
Kuidas seda tehakse? Kuue miljardi valgusaasta juures üheprotsendilise mõõtmise saavutamine pole nii lihtne kui Päikesesüsteemi objekti või isegi meie galaktikas sisalduva objekti mõõtmine. Selles osas tuleb mängu BOSS. See on suurim neljast projektist, mis moodustavad Sloan Digital Sky Survey III (SDSS-III), ja selle ehitamisel on kasutatud seda tehnikat: mõõta nn “barüoonakustilisi võnkumisi” (BAO), peent perioodilisi vibratsioone galaktikate jaotumine kosmoses. Need lainelised signaalid on rõhulainetest, mis lõikasid kunagi varase universumi ajal ajal, mil asjad olid nii kuumad ja tihedad, et footonid marssisid koos baroonidega - kraamiga, mis loob aatomite tuuma. Kuna pulbri suurus on teada, saab seda mõõta nüüd galaktikate kaardistamisega.
"Nende galaktikate mõõtmiste abil on loodus andnud meile ilusa joonlaua," ütles Portsmouthi ülikooli astronoom Ashley Ross. „Valitseja on juhtumisi pool miljardit valgusaastat, nii et saame seda mõõta täpselt, isegi väga kaugelt.
Kasutades oma spetsiaalseid mõõteriistu, mis võimaldavad teha tuhande galaktika detailset mõõtmist korraga, võttis BOSS vastu tohutu väljakutse - kaardistada enam kui miljoni galaktika asukoht. "Selgel ööl, kui kõik läheb suurepäraselt, saame kaardile lisada rohkem kui 8000 galaktikat ja kvaasari," ütles Kaike Pan, kes juhib vaatlejameeskonda SDSS-III Sloan Foundationi 2,5-meetrise teleskoobi juures Apache Pointi observatooriumis New Mexico.
Ehkki BOSS-i uurimisrühm esitas aasta tagasi oma varased galaktikakaardid ja alustati BAO mõõtmist, hõlmavad need uued andmed kaks korda rohkem territooriumi ja annavad veelgi täpsema mõõtmise - sealhulgas ka läheduses asuvate galaktikate kohta. "Nende kahe erineva vahemaa tagant mõõtmiste tegemine võimaldab meil näha, kuidas universumi laienemine on aja jooksul muutunud, mis aitab meil mõista, miks see kiireneb," selgitas Portsmouthi ülikooli astronoom Rita Tojeiro, kes on BOSSi galaktikate klastri kaasesimees. töörühm koos New Yorgi ülikooli Jeremy Tinkeriga.
Sarnase uuringu teeb ka Carnagie Melloni ülikooli järeldoktor Mariana Vargas-Magana. Veelgi suurema täpsuse tagamiseks uurib ta kõiki peeneid efekte, mis võivad mõjutada BOSS-i mõõtmisi. "Kui proovite jõuda ühe protsendini, peate olema paranoiline kõige suhtes, mis võib isegi pisut valesti minna," ütles Vargas-Magana - näiteks väikesed erinevused galaktikate tuvastamises oleksid võinud nende kogu mõõtmise ära visata. levikut, nii et taeva erinevaid osi tuli hoolikalt kontrollida. "Õnneks," ütles Vargas-Magana, "on meie meeskonnas palju hoolikaid inimesi, kes meie eeldusi kontrollivad. Selleks ajaks, kui nad kõik rahule jäävad, oleme kindlad, et me ei jätnud midagi kahe silma vahele. ”
Praeguse seisuga näivad need uued BOSSi leiud olevat kooskõlas sellega, mida peame tumeda energia vormiks - konstandiks, mida leidub kogu Universumi ajaloos. Pressiteate kohaselt on see "kosmoloogiline konstant" üks kuuest numbrist, mis on vajalikud Universumi ulatuse ja struktuuriga kattuva mudeli loomiseks. Schlegel võrdleb seda kuuenumbrilist mudelit klaaspaneeliga, mis on kinnitatud kohale poltidega, mis tähistavad Universumi ajaloo erinevaid mõõtmeid. “BOSSil on nüüd üks neist väiksematest poltidest ja me andsime sellele veel ühe poole pöörde,” ütles Schlegel. "Iga kord, kui pingutate pinget ja klaas ei purune, on see mudeli edu."
Algne looallikas: Sloan Digital Sky Survey III uudisteväljaanne. Edasiseks lugemiseks: Max Plancki Instituudi pressiteade.
