Obrazový kredit: SDSS
Od objavu záhadnej sily nazývanej temná energia, ktorá sa zdá byť akceleráciou vesmíru pred niekoľkými rokmi, hľadali astronómovia ďalšie dôkazy, ktoré by túto teóriu podporili alebo znížili. Astronómovia zo Sloan Digital Sky Survey našli kolísanie kozmického žiarenia v pozadí, ktoré sa zhoduje s odpudivým vplyvom temnej energie.
Vedci z prieskumu Sloan Digital Sky Survey oznámili objav nezávislého fyzického dôkazu o existencii temnej energie.
Vedci našli stopu temnej energie korelovaním miliónov galaxií v Sloan Digital Sky Survey (SDSS) a kozmických mikrovlnných teplotných mapách pozadia z NASA Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (WMAP). Vedci našli „tieň“ temnej energie na starodávnom kozmickom žiarení, pozostatok chladeného žiarenia z Veľkého tresku.
Vďaka kombinácii výsledkov z týchto dvoch veľkých prieskumov oblohy poskytuje tento objav fyzický dôkaz existencie temnej energie; výsledok, ktorý dopĺňa predchádzajúce práce na zrýchľovaní vesmíru merané od vzdialených supernov. Pozorovania z balónových pozorovaní milimetrického extragalaktického žiarenia a geofyziky (BOOMERANG) kozmického mikrovlnného pozadia (CMB) boli tiež súčasťou predchádzajúcich zistení.
Temná energia, ktorá je hlavnou súčasťou vesmíru a jedným z najväčších hádanky vo vede, je skôr gravitačne odpudivá ako atraktívna. To spôsobí, že sa expanzia vesmíru zrýchli, na rozdiel od príťažlivosti obyčajnej (a temnej) hmoty, ktorá by ju spomalila.
„V rovinnom vesmíre pozorujeme efekt iba v prípade, že máte vesmír s temnou energiou,“ vysvetlil vedecký výskumný pracovník Dr. Ryan Scranton z oddelenia fyziky a astronómie University of Pittsburgh. "Keby bol vesmír zložený iba z hmoty a stále plochý, tento efekt by neexistoval."
„Keďže fotóny z kozmického mikrovlnného pozadia (CMB) k nám cestujú od 380 000 rokov po Veľkom tresku, môžu zažiť celý rad fyzikálnych procesov, vrátane efektu Integrated Sachs-Wolfe. Tento efekt je potlačou alebo tieňom temnej energie na mikrovlnách. Tento efekt tiež meria zmeny teploty kozmického mikrovlnného pozadia v dôsledku účinkov gravitácie na energiu fotónov, “dodal Scranton.
Objav je „fyzická detekcia temnej energie a vysoko sa dopĺňa s inými detekciami temnej energie“, dodal Dr. Bob Nichol, spolupracovník SDSS a docent fyziky na Carnegie Mellon University v Pittsburghu. Nichol prirovnal efekt integrovanej Sachsovej-Wolfe k pohľadu na osobu, ktorá stála pred slnečným oknom: „Vidíš iba ich obrys a na základe týchto informácií ich dokážeš spoznať. Rovnako signál, ktorý vidíme, má ten pravý obrys (alebo tieň), ktorý by sme očakávali od temnej energie, “povedal Nichol.
"Najmä farba signálu je rovnaká ako farba kozmického mikrovlnného pozadia, čo dokazuje, že je kozmologického pôvodu a nie nejakej nepríjemnej kontaminácie," dodal Nichol.
„Táto práca poskytuje fyzické potvrdenie, že človek potrebuje temnú energiu na súčasné vysvetlenie údajov CMB aj SDSS, nezávisle od práce supernov. Takéto krížové kontroly sú vo vede nevyhnutné, “dodal Jim Gunn, vedecký pracovník projektu SDSS a profesor astronómie na Princetonskej univerzite.
Andrew Connolly z University of Pittsburgh vysvetlil, že fotóny vysielané z kozmického mikrovlnného pozadia prechádzajú mnohými koncentráciami galaxií a temnej hmoty. Keď upadnú do gravitačnej studne, získavajú energiu (rovnako ako guľa valiaca sa z kopca). Keď vyjdú, strácajú energiu (opäť ako guľa vyvalená do kopca). Fotografické snímky mikrovĺn sa stávajú modrejšími (t. J. Energetickými), keď klesajú smerom k týmto superklastrovým koncentráciám, a potom, keď od nich stúpajú, stávajú sa červenejšími (t.
„Vo vesmíre pozostávajúcom prevažne z normálnej hmoty by sa dalo očakávať, že čistý efekt červených a modrých posunov by sa zrušil. V posledných rokoch však zisťujeme, že väčšina vecí v našom vesmíre je neobvyklá v tom, že je skôr gravitačne odpudivá ako gravitačne príťažlivá, “vysvetlil Albert Stebbins, vedec z NASA / Fermilab Astrofyzikálneho centra Fermi National Accelerator Laboratory, spolupracujúci SDSS. inštitúcií. "Túto neobvyklú vec nazývame temnou energiou."
Spolupracovník SDSS Connolly povedal, že ak sa hĺbka gravitačnej jamky zníži, zatiaľ čo sa ňou prechádza fotón, potom by fotón opúšťal o niečo viac energie. „Keby to bola pravda, potom by sme očakávali, že teplota v pozadí kozmického mikrovlnného žiarenia je mierne horšia v oblastiach s viacerými galaxiami. To je presne to, čo sme našli. “
Stebbins dodal, že zmena čistej energie očakávaná od jedinej koncentrácie hmoty je menej ako jedna časť z milióna a vedci sa museli pozrieť na veľké množstvo galaxií skôr, ako mohli očakávať účinok. Výsledky potvrdili, že temná energia existuje v relatívne nízkych hmotnostných koncentráciách: iba 100 miliónov svetelných rokov, v ktorých boli predtým pozorované účinky, bola temná energia v rozsahu 10 miliárd svetelných rokov. Jedinečným aspektom údajov SDSS je jej schopnosť presne zmerať vzdialenosti od všetkých galaxií z fotografickej analýzy ich fotometrických červených posunov. "Preto môžeme pozorovať, ako odtlačok tohto účinku na rast CMB závisí od veku vesmíru," povedal Connolly. "Nakoniec by sme mohli byť schopní určiť povahu temnej energie z meraní, ako sú tieto, hoci to je trochu v budúcnosti."
„Aby sme dospeli k záveru, že existuje temná energia, musíme iba predpokladať, že vesmír nie je zakrivený. Po vstupe výsledkov Wilkinson Microwave Anisotropy Probe (vo februári 2003) je to dobre akceptovaný predpoklad, “vysvetlil Scranton. „Je to veľmi vzrušujúce. Nevedeli sme, či by sme mohli dostať signál, a tak sme strávili veľa času testovaním údajov proti kontaminácii z našej galaxie alebo iných zdrojov. Mať výsledky tak silné, ako to bolo, bolo mimoriadne uspokojivé. “
Objavy sa uskutočnili v 3 400 štvorcových stupňoch oblohy skúmanej pomocou SDSS.
„Táto kombinácia vesmírnych mikrovlnných a pozemných optických údajov nám poskytla toto nové okno do vlastností temnej energie,“ povedal David Spergel, kozmológ Princetonskej univerzity a člen vedeckého tímu WMAP. „Skombinovaním údajov WMAP a SDSS Scranton a jeho spolupracovníci ukázali, že temná energia, nech je to čokoľvek, nie je gravitáciou priťahovaná ani na veľkých mierkach, ktoré sú predmetom prieskumu Sloan Digital Sky Survey.
"Je to dôležitý náznak pre fyzikov, ktorí sa snažia porozumieť záhadnej temnej energii," dodal Spergel.
Na výskume sa podieľali okrem hlavných vyšetrovateľov Scranton, Connolly, Nichol a Stebbins aj Istavan Szapudi z Havajskej univerzity. Ďalšími účastníkmi analýzy sú Niayesh Afshordi z Princetonskej univerzity, Max Tegmark z University of Pennsylvania a Daniel Eisenstein z University of Arizona.
O SLOÁNSKOM DIGITÁLNOM OBCHODE (SDSS)
Sloan Digital Sky Survey (sdss.org) podrobne zmapuje jednu štvrtinu celej oblohy a určí polohu a absolútny jas 100 miliónov nebeských objektov. Zmeria tiež vzdialenosti do viac ako milióna galaxií a kvázarov. Konzorcium pre astrofyzikálny výskum (ARC) prevádzkuje observatórium Apache Point Observatory, miesto teleskopov SDSS.
SDSS je spoločný projekt University of Chicago, Fermilab, Institute for Advanced Study, Japan Participation Group, Johns Hopkins University, Los Alamos National Laboratory, Max-Planck Institute for Astronomy (MPIA), Max- Planckov inštitút pre astrofyziku (MPA), New Mexico State University, Pittsburghská univerzita, Princetonská univerzita, Námorné observatórium Spojených štátov a University of Washington.
Financovanie projektu poskytli Nadácia Alfreda P. Sloana, zúčastnené inštitúcie, Národná správa letectva a vesmíru, Národná vedecká nadácia, Ministerstvo energetiky USA, Japonský Monbukagakusho a Spoločnosť Max Planck.
WILKINSON MICROWAVE ANISOTROPY PROBE (WMAP) je misia NASA postavená v spolupráci s Princetonskou univerzitou a Goddardovým vesmírnym letovým strediskom na meranie teploty kozmického žiarenia pozadia, zvyšného tepla z Veľkého tresku. Misia WMAP odhaľuje podmienky, ktoré existovali v ranom vesmíre, meraním vlastností kozmického mikrovlnného žiarenia v pozadí po celej oblohe. (Http://map.gsfc.nasa.gov)
Pôvodný zdroj: SDSS News Release
