Temná energia ... Stále si nie sme istí, čo to je a odkiaľ pochádza. Ester Piedipalumbo, bližšie skúmajú spôsob, ako zmerať túto energetickú záhadu a robia to s jedným z najintenzívnejších zdrojov, ktoré môžu nájsť - výbuchy gama žiarenia.
„Sme schopní určiť vzdialenosť výbuchu na základe vlastností žiarenia emitovaného pri výbuchu gama žiarenia. Vzhľadom na to, že niektoré z týchto výbuchov súvisia s najodľahlejšími objektmi v priestore, o ktorých vieme, sme po prvýkrát schopní posúdiť rýchlosť vesmírneho času aj v relatívne skorých obdobiach po Veľkom tresku, “ hovorí prof. Marek Demianski (FUW).
Čo spôsobilo túto novú metódu? V roku 1998 astronómovia merali energiu uvoľňovanú udalosťami typu Ia supernovy a uvedomovali si, že vylúčené sily boli konzistentné. Rovnako ako štandardný model sviečky, aj toto vydanie bolo možné použiť na určenie kozmických vzdialeností. Bola však iba jedna výzva ... Čím vzdialenejšia udalosť, tým slabší je podpis.
Aj keď tieto slabé udalosti sa nerozsvietili v noci, oni boli osvetľujú spôsob, akým veda myslela na veci. Možno boli tieto supernovy typu Ia ďalej, ako sa predpokladalo ... a ak by to bola pravda, možno namiesto spomalenia rozširovania vesmíru možno zrýchlila! Aby sa univerzálny model dal do práv, je potrebné zaviesť novú formu hromadnej energie - temnú energiu - a to musí byť dvadsaťkrát viac, ako by sme mohli vnímať. „Cez noc sa temná energia stala doslova najväčším tajomstvom vesmíru,“ hovorí prof. Demianski. V modeli predloženom Einsteinom je to vlastnosť kozmologickej konštanty - a ďalší model naznačuje, že zrýchlená expanzia je spôsobená nejakým neznámym skalárnym poľom. „Inými slovami, je to buď - alebo: buď sa časopriestor rozširuje sám o sebe, alebo sa rozširuje skalárnym fyzikálnym poľom v ňom,“ hovorí Prof. Demianski.
Aký je zmysel štúdií? Ak je možné použiť výbuch gama lúčov ako typ štandardnej sviečky, potom môžu astronómovia lepšie posúdiť hustotu temnej energie, čo im umožňuje ďalej vylepšovať modely. Ak zostane monofónny, patrí do kozmologickej konštanty a je vlastnosťou časopriestoru. Ak by však zrýchlenie vesmíru bolo vlastníctvom skalárneho poľa, hustota temnej energie by sa líšila. „Bol to problém. Aby bolo možné vyhodnotiť zmeny hustoty temnej energie bezprostredne po Veľkom tresku, je potrebné vedieť, ako zmerať vzdialenosť od veľmi vzdialených objektov. Tak vzdialené, že dokonca aj supernovy typu Ia, ktoré sú k nim pripojené, sú príliš slabé na to, aby sa dali pozorovať, “hovorí Demianski.
Teraz sa začína skutočný výskum. Gama lúče musia mať zmerané svoje energetické hladiny a presne to znamená pozerať sa na predchádzajúce štúdie, ktoré obsahovali overené zdroje vzdialenosti, ako napríklad supernovy typu Ia. „Zamerali sme sa na tieto prípady. Poznali sme vzdialenosť od galaxie a tiež sme vedeli, koľko energie výbuchu dosiahla Zem. Toto nám umožnilo kalibrovať zhluk, to znamená, vypočítať celkovú energiu výbuchu, “vysvetľuje Prof. Potom nasledoval krok, aby sme našli štatistické závislosti medzi rôznymi vlastnosťami žiarenia emitovaného počas gama lúča a celková energia výbuchu. Takéto vzťahy boli objavené. „Nemôžeme poskytnúť fyzikálne vysvetlenie, prečo sú určité vlastnosti gama lúčov korelované,“ zdôrazňuje Prof. „Ale môžeme povedať, že ak registrované žiarenie má také a také vlastnosti, potom výbuch mal takúto a takúto energiu. To nám umožňuje používať zhluky ako štandardné sviečky na meranie vzdialeností. “
Ester Piedipalumbo a tím výskumných pracovníkov z univerzít vo Varšave a Neapole potom prevzali rukavice. Napriek tomuto fascinujúcemu novému konceptu je realitou to, že vzdialené výbuchy gama žiarenia sú neobvyklé. Dokonca aj s 95 kandidátmi uvedenými v katalógu Amanti nebolo dostatok informácií na určenie temnej energie. „Je to dosť sklamanie. Dôležitá je však skutočnosť, že máme v rukách nástroj na overovanie hypotéz o štruktúre vesmíru. Teraz musíme len čakať na ďalší kozmický ohňostroj, “uzatvára prof. Demianski.
Hry sa môžu začať…
Pôvodný zdroj článku: Varšavská univerzita. Ďalšie čítanie: Kozmologické modely v skalárnych tenzorových teóriách gravitácie a pozorovania: trieda všeobecných riešení.
