Attēla kredīts: SDSS
Kopš pirms vairākiem gadiem tika atklāts noslēpumains spēks, saukts par tumšo enerģiju, kas, šķiet, paātrina Visumu, astronomi ir meklējuši papildu pierādījumus, lai atbalstītu vai noraidītu šo teoriju. Aptaujas “Sloan Digital Sky” astronomi ir atraduši kosmiskā fona starojuma svārstības, kas atbilst tumšās enerģijas atgrūdošajai ietekmei.
Aptaujas “Sloan Digital Sky” zinātnieki paziņoja par neatkarīgu fizisko pierādījumu atklāšanu tumšās enerģijas esamībai.
Pētnieki atrada tumšās enerģijas nospiedumu, korelējot miljoniem galaktiku Sloan Digital Sky Survey (SDSS) un kosmiskās mikroviļņu fona temperatūras kartes no NASA Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zondes (WMAP). Pētnieki atrada tumšās enerģijas “ēnu” senajā kosmiskajā starojumā, kas ir atdzesēta Lielā sprādziena starojuma relikts.
Apvienojot rezultātus no šiem diviem lielajiem debesu apsekojumiem, šis atklājums sniedz fiziskas liecības par tumšās enerģijas esamību; rezultāts, kas papildina iepriekšējo darbu pie Visuma paātrinājuma, mērot no tālām supernovām. Novērojumi no gaisa balona Kosmiskā mikroviļņu fona (CMB) milimetriskās ekstragalaktiskās radiācijas un ģeofizikas (BOOMERANG) novērojumi arī bija daļa no iepriekšējiem atklājumiem.
Tumšā enerģija, kas ir galvenā Visuma sastāvdaļa un viena no lielākajām zinātnes atziņām, ir gravitācijas ziņā atgrūdoša, nevis pievilcīga. Tas izraisa Visuma paplašināšanās paātrināšanos pretstatā parastās (un tumšās) vielas pievilcībai, kas to varētu palēnināt.
“Plakanajā visumā efekts, kuru novērojam, rodas tikai tad, ja jums ir visums ar tumšu enerģiju,” skaidroja vadošais pētnieks Dr Ryan Scranton no Pitsburgas Universitātes Fizikas un astronomijas nodaļas. "Ja Visumu veidotu tikai matērija un tas joprojām būtu plakans, šāda efekta nebūtu."
“Tā kā fotoni no kosmiskā mikroviļņu fona (CMB) pie mums ceļo no 380 000 gadu pēc Lielā sprādziena, viņi var piedzīvot vairākus fiziskus procesus, ieskaitot integrēto Sachs-Wolfe efektu. Šis efekts ir tumšās enerģijas nospiedums vai ēna uz mikroviļņiem. Efekts mēra arī kosmiskā mikroviļņu fona temperatūras izmaiņas, ko rada gravitācijas ietekme uz fotonu enerģiju ”, piebilda Skrantons.
Šis atklājums ir “tumšās enerģijas fiziska noteikšana un ļoti papildina citas tumšās enerģijas noteikšanu” - piebilda Dr Bobs Nikols, SDSS līdzstrādnieks un fizikas asociētais profesors Karnegi Melona universitātē Pitsburgā. Nikols pielīdzināja Integrētā Sachs-Wolfe efektu, skatoties uz cilvēku, kurš stāv saulaina loga priekšā: “Jūs vienkārši redzat viņu kontūru un jūs varat atpazīt viņu tikai no šīs informācijas. Tāpat signālam, ko mēs redzam, ir pareiza kontūra (vai ēna), ko mēs varētu sagaidīt no tumšās enerģijas, ”sacīja Nikols.
"Jo īpaši signāla krāsa ir tāda pati kā kosmiskā mikroviļņu fona krāsa, pierādot, ka tā izcelsme ir kosmoloģiska, nevis kā kaitinošs piesārņojums," piebilda Nikols.
“Šis darbs sniedz fizisku apstiprinājumu tam, ka ir nepieciešama tumša enerģija, lai vienlaikus izskaidrotu gan CMB, gan SDSS datus neatkarīgi no supernovu darba. Šādas savstarpējas pārbaudes ir ļoti svarīgas zinātnē, ”piebilda Džims Gunns, SDSS projektu zinātnieks un Prinstonas universitātes astronomijas profesors.
Dr Endrjū Konnolijs no Pitsburgas universitātes paskaidroja, ka no kosmiskā mikroviļņu fona plūstošie fotoni iziet cauri daudzām galaktiku un tumšās vielas koncentrācijām. Iekrītot gravitācijas akā, viņi iegūst enerģiju (tāpat kā bumba, kas ripo pa kalnu). Iznākot, viņi zaudē enerģiju (atkal kā bumba, kas ripo kalnā). Mikroviļņu foto attēli kļūst zilāki (t.i., enerģiskāki), kad tie iekrīt šo superklases koncentrāciju virzienā un, atkāpjoties no tiem, kļūst sarkanāki (t.i., mazāk enerģētiski).
“Visumā, kas sastāv galvenokārt no normālas matērijas, ir sagaidāms, ka sarkano un zilo nobīžu neto ietekme mazināsies. Tomēr pēdējos gados mēs atklājam, ka vairums lietu mūsu Visumā ir neparasti, jo tie ir gravitācijas ziņā atgrūdoši, nevis gravitācijas ziņā pievilcīgi, ”skaidroja Alberts Stebbins, NASA / Fermilab astrofizikas centra Fermi Nacionālā paātrinātāja laboratorijas zinātnieks, SDSS, kas sadarbojas. institūcija. "Šie neparasti sīkumi, kurus mēs saucam par tumšo enerģiju."
SDSS līdzstrādnieks Konnolijs sacīja, ja gravitācijas urbuma dziļums samazinās, kamēr fotons tam iet cauri, tad fotons iziet ar nedaudz vairāk enerģijas. “Ja tā būtu taisnība, mēs sagaidītu, ka reģionos ar vairāk galaktiku kosmiskā mikroviļņu fona temperatūra ir nedaudz karstāka. Tas ir tieši tas, ko mēs atradām. ”
Stebbins piebilda, ka neto enerģijas izmaiņas, kas sagaidāmas no vienas masas koncentrācijas, ir mazākas par vienu daļu no miljona, un pētniekiem vajadzēja aplūkot lielu skaitu galaktiku, pirms viņi varēja gaidīt, lai redzētu efektu. Viņš sacīja, ka rezultāti apstiprina, ka tumšā enerģija pastāv relatīvi nelielā masas koncentrācijā: tikai 100 miljoni gaismas gadu, kur iepriekš novērotā tumšās enerģijas ietekme bija 10 miljardu gaismas gadu mērogā. SDSS datu unikāls aspekts ir spēja precīzi izmērīt attālumus līdz visām galaktikām, ņemot vērā to fotometriskās sarkanās nobīdes fotoanalīzi. "Tāpēc mēs varam novērot, kā šī ietekme uz CMB pieaug, ņemot vērā Visuma vecumu," sacīja Konnolijs. "Galu galā mēs varētu noteikt tumšās enerģijas raksturu no šādiem mērījumiem, lai gan tas ir nedaudz nākotnē."
“Lai izdarītu secinājumu, ka tumšā enerģija pastāv, mums tikai jāpieņem, ka Visums nav izliekts. Pēc tam, kad parādījās Vilkinsona mikroviļņu anizotropijas zondes rezultāti (2003. gada februārī), tas ir labi pieņemts pieņēmums, ”skaidroja Skrantons. “Tas ir ārkārtīgi aizraujoši. Mēs nezinājām, vai mēs varam iegūt signālu, tāpēc mēs pavadījām daudz laika, lai pārbaudītu datus pret mūsu galaktikas vai citu avotu piesārņojumu. Ļoti patīkami bija tas, ka rezultāti parādījās tikpat spēcīgi kā viņi. ”
Atklājumi tika veikti 3400 kvadrāt grādos debesīs, ko apsekoja SDSS.
"Šī kosmosā bāzētu mikroviļņu un zemes optisko datu kombinācija deva mums šo jauno logu tumšās enerģijas īpašībās," sacīja Deivids Spergels, Prinstonas universitātes kosmologs un WMAP zinātnes komandas loceklis. “Apvienojot WMAP un SDSS datus, Skrantons un viņa līdzstrādnieki ir parādījuši, ka tumšā enerģija, lai arī kāda tā būtu, ir kaut kas tāds, ko nepiesaista gravitācija pat lielos mērogos, ko pārbaudījis Sloan Digital Sky Survey.
"Šis ir svarīgs mājiens fiziķiem, kuri cenšas izprast noslēpumaino tumšo enerģiju," piebilda Spergels.
Papildus galvenajiem izmeklētājiem Scranton, Connolly, Nichol un Stebbins, Istavan Szapudi no Havaju universitātes piedalījās pētījumos. Starp citiem analīzē iesaistītajiem ir Niayesh Afshordi no Prinstonas universitātes, Max Tegmark no Pensilvānijas universitātes un Daniels Eizenšteins no Arizonas universitātes.
PAR SLOAN DIGITĀLĀS SKY APKALPOŠANU (SDSS)
Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) detalizēti kartēs vienu ceturtdaļu no visām debesīm, nosakot 100 miljonu debess objektu atrašanās vietas un absolūto spilgtumu. Tas arī mērīs attālumus līdz vairāk nekā miljonam galaktiku un kvazāru. Astrofizisko pētījumu konsorcijs (ARC) darbojas Apache Point Observatory, SDSS teleskopu vietnē.
SDSS ir Čikāgas Universitātes, Fermilabas, Uzlaboto pētījumu institūta, Japānas līdzdalības grupas, Džona Hopkinsa universitātes, Los Alamosas nacionālās laboratorijas, Maks Planka Astronomijas institūta (MPIA), Max- Plankas Astrofizikas institūts (MPA), Jaunās Meksikas štata universitāte, Pitsburgas universitāte, Prinstonas universitāte, Amerikas Savienoto Valstu Jūras observatorija un Vašingtonas universitāte.
Projekta finansējumu ir nodrošinājis Alfrēda P. Sloāna fonds, Iesaistītās institūcijas, Nacionālā aeronautikas un kosmosa pārvalde, Nacionālais zinātnes fonds, ASV Enerģētikas departaments, Japānas Monbukagakusho un Maksa Planka biedrība.
WILKINSON MIKROVIĻŅU ANISOTROPIJAS PROBE (WMAP) ir NASA misija, kas uzbūvēta sadarbībā ar Prinstonas Universitāti un Goddard Space Flight Center, lai izmērītu kosmiskā fona starojuma temperatūru, atlikušo siltumu no Lielā sprādziena. WMAP misija atklāj apstākļus, kādi tie pastāvēja agrīnajā Visumā, izmērot kosmiskā mikroviļņu fona starojuma īpašības visā debesīs. (http://map.gsfc.nasa.gov)
Oriģinālais avots: SDSS ziņu izlaidums
