Pildikrediit: Hubble
Ülikooli teadlased on asutanud rahvusvahelise koostöö, mille eesmärk on uue täpsusega mõõta salapärane jõud, mis põhjustab universumi laiali lagunemist. Plaanid nõuavad, et Dark Energy Survey nimeliseks projektiks kogutaks andmeid umbes 300 miljoni galaktika kohta, mis hõlmavad kahte kolmandikku universumi ajaloost.
Uuringut võiks vaatluste tegemine alata juba 2009. aasta sügisel. Ehkki DES-ist on rohkem kui neli aastat eemal, võtab ambitsioonikamate uuringute tulemused vähemalt kümme aastat. ? Ma ei taha nii kaua oodata ,? ütles astronoomia ja astrofüüsika ning kolledži professor Joshua Frieman.
Füüsika arvestusmeetodite kohaselt moodustab tume energia 70 protsenti universumist. Tume energia võib olla Albert Einsteini kosmoloogilise konstandi ilming, jõud, mis toimib igal ajal ja kõigis kohtades kogu universumis. See võib olla ka Einsteini gravitatsiooniteooria lagunemine ulatuslikel skaaladel.
? See nõuab sisuliselt gravitatsiooni tõrjuvaks ,? ütles astronoomia ja astrofüüsika dotsent Wayne Hu. ? See on meie standardsete gravitatsiooniteooriate kohaselt võimalik, kuid seda ei oodata. Milline on tume energia, ütles Frieman, "sellel on tõenäoliselt sügav mõju põhifüüsikale."
DES-i koostöö koosneb teadlastest Chicagos, Fermi riikliku kiirendi laboris, Illinoisi ülikoolis Urbana-Champaignis, Lawrence Berkeley riiklik laboratooriumis ja Cerro Tololo-Ameerika vaatluskeskuses, samuti gruppidest Suurbritanniast ja Hispaaniast Hispaanias. 20 miljoni dollari suurust projekti rahastatakse tõenäoliselt peamiselt USA energeetikaministeeriumilt, Euroopa rahastamisagentuuridelt, liikmesriikide asutustelt ja muudelt agentuuridelt ja allikatest.
Frieman juhib ülikooli koostöö komponenti. Tema ja Hu koostöös saavad kokku John Chalrasekhari astronoomia ja astrofüüsika teeninduse professor ja kolledž John Carlstrom; Scott Dodelson, astronoomia ja astrofüüsika ning kehaliste teaduste erialaosakonna professor; Stephen Kent, astronoomia ja astrofüüsika dotsent; Erin Sheldon, Kavli kosmoloogilise füüsika instituudi kaastöötaja; ja Risa Wechsler, Kavli kosmoloogilise füüsika instituudi Hubble'i stipendiaat. Frieman ja Dodelson on samuti Fermilabi teoreetilise astrofüüsika rühma liikmed, mida Dodelson juhib, samas kui Kent juhib Fermilabi eksperimentaalse astrofüüsika rühma.
DES eeldab 520-megapikslise kaamera paigaldamist olemasolevale neljameetrisele Blanco teleskoobile Cerro Tololo-ameerikavahelise vaatluskeskuses Tšiilis. ? See oleks suurem kui ükski olemasolev optiline kaamera maailmas ,? Ütles Frieman.
Paarsada megapikslit ei pruugi palju kõlada, ütles Frieman, kuid need pole samad pikslid, mis teie käes hoides. Neil on palju suurem tundlikkus. Nad on suure täpsusega ja suure tõhususega detektorid. Lisaks võimaldab kaamera teadlastel taevast mõõta kümme korda kiiremini, kui nad suudaksid olemasolevas USA observatooriumis.
Kaamera, mis on nüüd teleskoobil, on lihtsalt liiga väikese vaateväljaga. Uuringu tegemine võtaks mitu aastakümmet? Ütles Frieman.
Uus kaamera võimaldab DES-il kasutada nelja tehnikat, püüdes eristada tumeda energia kahte laia selgitust - kosmoloogilist konstanti või gravitatsiooni jaotust.
? Esimene meetod ja see, mis uuringu ülesehitust tegelikult juhib, on galaktikate klastrite loendamine ,? Ütles Frieman. Selles jõupingutuses töötab see koos Carlstromi Lõunapooluse teleskoobiga, mille kavandatud vaatlusi alustatakse 2007. aasta märtsis.
SPT aitab välja selgitada, kas tume energia on universumi ajaloo vältel pärssinud galaktikaparvede moodustumist. Raadioteleskoobi abil tuvastab SPT galaktikaparved viisil, mis moonutab suurest paugust järelejäänud mikrolainekiirgust. Kui teoreetikud teavad, kui kauged ja kui massiivsed on galaktikaparved, saavad nad ennustada, kui palju peaks neid olema tumeda energia olemasolul. DES teostab optilisi mõõtmisi, et hinnata nende kaugust galaktikate värvides ja massi gravitatsioonilise läätse abil, sekkuva galaktikaklambri valguse moonutamist. ? See on tõesti elegantne test ,? Hu ütles.
Kolmas tehnika kasutab gravitatsiooniläätset kosmilises mõõtkavas. Teoreetikud oskavad ennustada tumeda energia mõju tumeda aine laiaulatuslikule jaotusele. Oma suure vaatlusala abil saab DES mõõta galaktikate piltide väikest moonutust, mille on põhjustanud tumeaine tiheduse kõikumine.
Neljas meetod hõlmab sama tehnikat, mis viis 1998. aastal tumeda energia avastamiseni: kauguse mõõtmine teatud tüüpi plahvatava täheni, et rekonstrueerida universumi paisumisajalugu. Astronoomid uurisid neid plahvatusohtlikke tähti, oodates, et aja möödudes oleks universumi laienemine aeglustunud. Nad avastasid selle asemel kiirendatud laienemise.
? Need tehnikad täiendavad üksteist väga hästi ,? Ütles Frieman. ? Neil on erinevaid vigade allikaid, nii et kui nad on nõus, annab see teile tulemuse osas kindlustunde.
Hu loodab omalt poolt, et testid paljastavad teatavat lahknevust ennustuste ja tegelikkuse vahel. ? Minu jaoks oleks see kõige põnevam.
Algne allikas: Chicago ülikooli pressiteade
